Síntesis de electrodos de espinela de cobalto, modificación de su estructura-composición química y su evaluación como electrocatalizador

Abstract

A través de los años, muchas investigaciones se han llevado a cabo para mejorar en la medida de lo posible la eficiencia de las espinelas de cobalto, buscando mejorar tanto la estabilidad del electrodo como su actividad electrocatalítica y dado que la evidencia experimental ha demostrado que la presencia de dopantes y el incremento del número de dislocaciones e imperfecciones en la estructura cristalina de la espinela, permiten que las transiciones electrónicas ocurran más fácilmente incrementando así su conductividad eléctrica. En el presente trabajo además de desarrollar una revisión bibliográfica exhaustiva sobre los óxidos metálicos electrocatalíticos en general se han adoptado cuatro estrategias para aumentar su eficiencia:  Uso de diversos métodos de preparación  Reducción del tamaño del óxido  Formación de óxidos mixtos  Formación Óxidos complejos [99]. [72]. [59] El cambio en el método de preparación y la reducción del tamaño del óxido se exploró sintetizando la espinela de cobalto a través de dos técnicas muy disimiles entre sí, la descomposición térmica de sales y la electrodeposición catódica. La estrategia por formación de óxidos mixtos, se ha llevado a cabo dopando con cobre a la espinela, mientras que la formación de óxidos complejos se ha estudiado mediante la agregación de una intercapa de óxido de rutenio. En total se prepararon diez electrodos y en todos ellos se utilizó el titanio como material de soporte. La caracterización de los electrodos preparados fue tanto física como electroquímica. La difracción de rayos X y la microscopia electrónica de barrido se hallan entre los primeros mientras que la voltametría cíclica en lo segundo. Finalmente se llevó a cabo el estudio de la actividad electrocatalítica de los electrodos preparados determinando sus cargas voltamétricas, orden de reacción, parámetros de doble capa y de tafel además de su estabilidad electroquímica. Producto de esto se determinó que el electrodo de óxido mixto de espinela de cobalto y oxido de rutenio con doce horas de calcinación es el que presenta la mayor actividad electrocatalítica.