| Data: |
2021 |
| Resum: |
L'electrodeposició és un mètode potent i fàcil, encara que sofisticat, per a la síntesi d'electrocatalitzadors nanoestructurats. L'electrodeposició de capes fines de níquel-platí (Ni-Pt) a partir d'un medi aquós dóna lloc a la formació de capes d'aliatge amb estructura nanocristal·lina, monofàsica, i de composició homogènia. La composició és ajustable tot variant el potencial aplicat durant la deposició potenciostàtica, dins d'un rang d'entre el 99 at% i el 58 at% en Ni, és a dir 1-42 at% en Pt. Amb l'addició del copolímer bloc amfifílic Pluronic P-123 a l'electròlit, l'electrodeposició assistida per micel·les dóna lloc a capes fines amb mesoporositat homogènia, amb una mida uniforma de porus de 10 nm aprox. En relació a les capes denses sintetitzades mitjançant paràmetres idèntics, aquestes mostren la mateixa composició i mida de cristall. Totes les capes fines de Ni-Pt obtingudes per electrodeposició presenten un rendiment estable durant 200 cicles envers a la reacció d'evolució d'hidrogen (HER) en 0. 5 M H2SO4, essent la mostra Ni84Pt16 la que va mostrar l'activitat més elevada amb un sobrepotencial de -90 mV a -10 mA/cm2. En mesures galvanostàtiques a llarg termini, de 24 h, es veu que el sobrepotencial decreix inicialment amb el temps abans d'estabilitzar-se. A més a més, l'aplicació de potencials anòdics en el medi 0. 5 M H2SO4 provoca una pèrdua d'activitat notòria de les capes riques en Ni a causa de la dissolució d'aquest. Així doncs, l'aplicació fiable d'aquestes capes en medi àcid a llarg termini queda restringida a potencials catòdics. Per altra banda, les capes fines d'aliatge Ni-Pt romanen estables en un rang ampli de potencials en 1 M NaOH, en el qual mantenen llur activitat catalítica abans que tingui lloc una passivació irreversible al voltant d'1. 0 V vs Ag|AgCl. A més, la reacció redox reversible Ni(OH)2<-. |
| Resum: |
La electrodeposición es un método potente y fácil, aunque sofisticado, para la síntesis de electrocatalizadores nanoestructurados. La electrodeposición de capas finas de níquel-platino (Ni-Pt) a partir de un medio acuoso da lugar a la formación de capas de aleación con estructura nanocristalina, monofásica, y de composición homogénea. La composición es ajustable variando el potencial aplicado durante la deposición potenciostática, dentro de un rango de entre el 99 at% y el 58 at% en Ni, es decir 1-42 at% en Pt. Con la adición del copolímero bloque amfifílico Pluronic P-123 en el electrolito, la electrodeposición asistida por micelas da lugar a capas finas con mesoporosidad homogénea, con un tamaño uniforme de poros de 10 nm aprox. En relación con las capas densas sintetizadas por parámetros idénticos, estas muestran la misma composición y tamaño de cristal. Todas las capas finas de Ni-Pt obtenidas por electrodeposición presentan un rendimiento estable durante 200 ciclos hacia la reacción de evolución de hidrógeno (HER) en 0. 5 M H2SO4, siendo la muestra Ni84Pt16 la que mostró la actividad más elevada con un sobrepotencial de -90 mV a -10 mA/cm2. En medidas galvanostáticas a largo plazo, de 24 h, se ve que el sobrepotencial decrece inicialmente con el tiempo antes de estabilizarse. Además, la aplicación de potenciales anódicos en el medio 0. 5 M H2SO4 provoca una pérdida de actividad notoria de las capas ricas en Ni a causa de la disolución del mismo. Así pues, la aplicación fiable de estas capas en medio ácido a largo plazo queda restringida a potenciales catódicos. Por otra parte, las capas finas de aleación Ni-Pt permanecen estables en un rango amplio de potenciales en 1 M NaOH, en el cual mantienen su actividad catalítica antes de que tenga lugar una pasivación irreversible alrededor de 1. 0 V vs Ag|AgCl. Además, la reacción redox reversible Ni(OH)2<-. |
| Resum: |
Electrodeposition is a powerful and facile, yet sophisticated method for the synthesis of nanostructured electrocatalysts. The electrodeposition of nickel-platinum (Ni-Pt) thin films from aqueous media leads to the formation of nanocrystalline, single-phase alloy films with homogeneous composition. Remarkably, the composition is tuneable by simple variation of the potential used in potentiostatic deposition, in a range between 99 at% and 58 at% Ni, i. e. 1-42 at% Pt. With the addition of the amphiphilic block copolymer Pluronic P-123 in the electrolyte, micelle-assisted electrodeposition yields homogeneously mesoporous thin films with a uniform pore size of approx. 10 nm. With respect to dense films synthesised using the same parameters, the mesoporous thin films show identical composition and crystallite size. All electrodeposited Ni-Pt thin films exhibit stable performance during 200 cycles of hydrogen evolution reaction (HER) in 0. 5 M H2SO4, where Ni84Pt16 showed the highest activity with an overpotential of -90 mV at -10 mA/cm2. 24 h galvanostatic long-term measurements show that this overpotential initially decreases over time before it stabilises. Furthermore, the application of anodic potentials in 0. 5 M H2SO4 provokes failure of the Ni-rich thin films due to metal dissolution. Thus, reliable long-term application in acidic media is only possible at cathodic potentials. In turn, the Ni-Pt alloy thin films are stable over a wide potential range in 1 M NaOH, and keep their catalytic activity below an irreversible passivation around 1. 0 V vs Ag|AgCl. In addition, the reversible redox reaction Ni(OH)2<-. |
| Nota: |
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ciència de Materials |
| Drets: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original.  |
| Llengua: |
Castellà |
| Col·lecció: |
Programa de Doctorat en Ciència de Materials |
| Document: |
Tesi doctoral ; Text ; Versió publicada |
| Matèria: |
Electrodeposició ;
Electrodeposición ;
Electrodeposition ;
Electrocatàlisi ;
Electrocatálisis ;
Electrocatalysis ;
Mesoporositat ;
Mesoporosity ;
Ciències Experimentals |
visitant ::
identificació
