REACCIÓN DE EVOLUCIÓN DE HIDRÓGENO EN ELECTRODOS POROSOS DE PB/CARBÓN. MEDIDAS IN SITU MEDIANTE DEMS

TOMAS MONDINO; GONZALO GARCIA; ELENA PASTOR; FERNANDO G. FUNGO; GABRIEL A. PLANES

Workshop; V Workshop de la Red E3TECH I Workshop Iberoamericano a Distancia E3TECH "Aplicaciones Medioambientales y Energéticas de la Tecnología Electroquímica"; 2020

La incorporación de diversos materiales de carbón, en aproximadamente entre 1-2% p/p, en el ánodo de una batería de Pb-ácido (BPA) aumenta considerablemente la aceptación de carga dinámica de la batería, como también la reducción de la sulfatación del ánodo, aumentando así la vida útil de la misma. Esto se atribuye a varios efectos logrados con la incorporación del carbón: capacidad de doble capa, conductividad, área, etc. Sin embargo, la limitación para la incorporación de cantidades de carbón mayores es la reacción de evolución de hidrógeno (REH) [1].Hasta el momento, las técnicas reportadas para medir de REH en ánodos de BPA son: voltametría de barrido lineal, corrientes en el estado estacionario, impedancia electroquímica y técnicas volumétricas [2,3]. En este trabajo se presenta, por primera vez, una configuración DEMS para estudiar la REH en electrodos porosos Pb/Carbón..La configuración consta basicamente de un electrodo (soporte) de Pb metálico que contiene una cabidad, al cual se le incorpora una pasta elaborada con PbO (Aldrich), un 1% p/p de carbón y agua milliQ hasta lograr una consistencia adecuada. Luego de la reducción potenciostática del PbO se obtiene un electrodo poroso de Pb0 con el carbón de interés dentro del electrodo. Los experimentos electroquímicos se realizan en una solución de H2SO4 5M (normalmente usado en BPA), ERH como referencia y tela de carbón como electrodo auxiliar.Para evaluar la REH sobre los electrodos realizan barridos de potencial catódico a 1 mV s-1 y se evalúa simultaneamente la corriente (electrones) por medio de un potenciostato Autolab 30 PGSTAT, y la corriente iónica para m/z=2, correspondiende al H2, con un espectrómetro de masas Pfeiffer, de la línea Omnistar.Los resultados obtenidos muestran que tanto la corriente iónica de m/z=2 como la corriente faradaica debido a la REH aumenta con la incorporación de carbón en el electrodo. Sin embargo, se observa que la corriente iónica normalizada (con la capacidad de doble capa) es una mejor forma de evaluar las propiedades del material de carbón. Por otro lado, a partir del cálculo de la constante de celda se encuentra una muy buena coincidencia entre la señal de m/z=2 y la corriente eléctrica para un amplio intervalo de potencial, mostrando que es posible cuantificar la REH sobre los electrodos. Las imágenes SEM y el análisis de EDS muestran una buena interacción entre los carbones y el Pb.