Resumen de High-Performance and Environmentally Friendly Electrocatalysts: Perovskite, Metal Hexacyanoferrate, and Carbon Composites for Zn-Batteries and Beyond
La Tesis Doctoral trata sobre el desarrollo de electrocatalizadores para baterías basadas en Zn y reacciones relevantes para el medioambiente. Se estudia la síntesis, caracterización fisicoquímica y electroquímica de los electrocatalizadores, además de su aplicación en baterías Zn-aire e ion-Zn. En concreto, se han desarrollado materiales compuestos formados por óxidos métalicos del tipo perovskita (de fórmula ABO3) (mediante diferentes métodos de síntesis modificando la relación de los cationes A y B) y materiales carbonosos. Se ha puesto especial énfasis en estudiar la interacción entre ambos componentes, clave en la actividad electrocatalítica final. La mezcla de ambos componentes mediante mecanoquímica, supone la manera más idónea de las estudiadas (hidrotermal, tratamiento térmico y mortero). Seguidamente, se ha desarrollado una síntesis in-situ donde el material carbonoso se genera en el momento de la síntesis sol-gel, obteniendo resultados extraordinarios en términos de electroactividad y estabilidad en la batería Zn-aire. También, se ha estudiado cuál es la causa de la degradación del cátodo en las baterías Zn-aire en la interfase electrocatalizador-capa difusora de carbón a partir de técnicas microscópicas acoplado a un sistema de iones focalizados. Por otro lado, se ha desarrollado un método de síntesis verde de óxidos metálicos de perovskita mediante mecanoquímica, libre de disolventes, siguiendo los parámetros medioambientales de la química verde. Los hexacianoferratos metálicos de zinc mezclados con el material carbonoso en el molino de bolas han sido empleados en la batería ion-Zn obteniendo resultados mejorados que sus homólogos sin material carbonoso y sin molienda. Finalmente, óxidos metálicos del tipo perovskita han sido empleados como electrocatalizadores selectivos hacia la formación de amoníaco (molécula clave para la implantación del hidrógeno como vector energético) en la reducción electroquímica de nitratos.
