Fast faradaic processes observed during the potentiodynamic polarization of polycrystalline palladium in acid electrolyte

Two almost reversible electrochemical systems are detected during the potentiodynamic anodization of polycrystalline palladium in 1 M H2SO4 and 1 M HClO4 by applying the triangular modulated triangular potential sweep technique. The first electrochemical system which appears in the 0.7–0.9 V range (vs. RHE) corresponds to the reaction Pd+H2O=PdOH+H++e− whose reversible potential is estimated as 0.80±0.02 V and the average half-life time of PdOH species is estimated as 6×10−3 s. The second electrochemical system appears when the anodizing potential sweep extends to the oxygen evolution potential region. The appearance of the second electrochemical system is accompanied by a change in colour of the electrode surface, a shift of the current-potential curve of the oxygen evolution reaction and an increase in thickness of the oxide anodic layer. The reversible response is tentatively assigned to the PdO2/PdO3 redox couple.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y AplicadasFacultad de Ciencias Exacta

Fast faradaic processes observed during the potentiodynamic polarization of polycrystalline palladium in acid electrolyte

Two almost reversible electrochemical systems are detected during the potentiodynamic anodization of polycrystalline palladium in 1 M H2SO4 and 1 M HClO4 by applying the triangular modulated triangular potential sweep technique. The first electrochemical system which appears in the 0.7–0.9 V range (vs. RHE) corresponds to the reaction Pd+H2O=PdOH+H++e− whose reversible potential is estimated as 0.80±0.02 V and the average half-life time of PdOH species is estimated as 6×10−3 s. The second electrochemical system appears when the anodizing potential sweep extends to the oxygen evolution potential region. The appearance of the second electrochemical system is accompanied by a change in colour of the electrode surface, a shift of the current-potential curve of the oxygen evolution reaction and an increase in thickness of the oxide anodic layer. The reversible response is tentatively assigned to the PdO2/PdO3 redox couple.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y AplicadasFacultad de Ciencias Exacta

The electrodissolution of base palladium in relation to the oxygen electroadsorption and electrodesorption in sulphuric acid solution

The electrodissolution of palladium electrode immersed in 1 M H2SO4 under both repetitive triangular potential sweeps and combined potential perturbation functions has been investigated by using the rotating ring—disc electrode technique. The contribution of palladium electrodissolution in the voltammogram changes in going from the first potential scan to the following ones. This contribution also depends on the characteristics of the potential perturbation programme applied to the electrode. Different potential ranges associated with the formation of soluble palladium(II) are distinguished, which correlate with those corresponding to electrochemical reactions already established. The results are explained through a competitive reaction pathway involving the formation of Pd(OH) and Pd(OH)+ intermediate species. The influence of ageing effects and anion adsorption on the formation of soluble palladium(II) is also discussed.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y AplicadasFacultad de Ciencias Exacta

Ellipsometry and electron diffraction study of anodically formed Pd oxide layer

Anodic Pd oxide films grown in l M H2SO4 and l M HClO4 during the time τ(15s ⩽ τ ⩽ 9000 s) at the potential Eτ(1.90 V ⩽ Eτ ⩽ 2.06 V) have been investigated by ellipsometry and electron diffraction techniques. Ellipsometry confirms the duplex structure of the anodic Pd oxide films earlier concluded from electrochemical data. Electron diffraction reveals epitaxial growth of PdO on Pd at early stages. The film thickness fits a logarithmic growth rate equation for oxide layer thicknesses greater than 10–20nm, depending on the solution composition.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

Fast faradaic processes observed during the potentiodynamic polarization of polycrystalline palladium in acid electrolyte

Two almost reversible electrochemical systems are detected during the potentiodynamic anodization of polycrystalline palladium in 1 M H2SO4 and 1 M HClO4 by applying the triangular modulated triangular potential sweep technique. The first electrochemical system which appears in the 0.7–0.9 V range (vs. RHE) corresponds to the reaction Pd+H2O=PdOH+H++e− whose reversible potential is estimated as 0.80±0.02 V and the average half-life time of PdOH species is estimated as 6×10−3 s. The second electrochemical system appears when the anodizing potential sweep extends to the oxygen evolution potential region. The appearance of the second electrochemical system is accompanied by a change in colour of the electrode surface, a shift of the current-potential curve of the oxygen evolution reaction and an increase in thickness of the oxide anodic layer. The reversible response is tentatively assigned to the PdO2/PdO3 redox couple.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y AplicadasFacultad de Ciencias Exacta

The electrodissolution of base palladium in relation to the oxygen electroadsorption and electrodesorption in sulphuric acid solution

The electrodissolution of palladium electrode immersed in 1 M H2SO4 under both repetitive triangular potential sweeps and combined potential perturbation functions has been investigated by using the rotating ring—disc electrode technique. The contribution of palladium electrodissolution in the voltammogram changes in going from the first potential scan to the following ones. This contribution also depends on the characteristics of the potential perturbation programme applied to the electrode. Different potential ranges associated with the formation of soluble palladium(II) are distinguished, which correlate with those corresponding to electrochemical reactions already established. The results are explained through a competitive reaction pathway involving the formation of Pd(OH) and Pd(OH)+ intermediate species. The influence of ageing effects and anion adsorption on the formation of soluble palladium(II) is also discussed.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y AplicadasFacultad de Ciencias Exacta

The behaviour of copper anodes in aqueous thiourea-containing sulphuric acid solutions. Open circuit potentials and electrochemical kinetics

The electrochemical behaviour of copper anodes in aqueous thiourea (TU)-containing sulphuric acid was followed from open circuit potential measurements, voltammetry and rotating disk and ring-disk electrode data. The open circuit potential of copper is controlled by equilibria involving different Cu(I)–TU complex species. The thiourea electro-oxidation which yields formamidine disulphide and Cu(I)–TU complex species can be described as a process under intermediate kinetics taking place on a partially blocked copper anode. The degree of copper surface coverage and the type of predominant adsorbate depend on the concentration of thiourea and applied electric potential. Depending on the potential range adsorbates can be formed directly from either a strong TU–copper interaction or a relatively weaker formamidine disulphide interaction. The passivating layer can be related to the formation of polymer-like Cu(I)–TU layers and residues resulting both from thiourea and formamidine disulphide electro-oxidation. A previously proposed complex reaction pathway can explain the general behaviour of these systems, including adsorbate formation and the influence of the electrolyte solution constituents.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y AplicadasFacultad de Ciencias Exacta

Estudio de la electrodeposición de estaño sobre polipirrol para el desarrollo de ánodos para baterías ión-litio

El objetivo general de la investigación se centra en el estudio de los procesos electroquímicos relacionados con la generación de electrodos modificados con depósitos de estaño sobre polipirrol (Ppy), con el propósito de avanzar en el desarrollo de nuevos ánodos para baterías de ión litio. Como objetivo específico se plantea estudiar las condiciones para la obtención de depósitos micro y nanoestructurados sobre diferentes sustratos, incluyendo aspectos tales como mecanismos de nucleación y modos de crecimiento de las nuevas fases, la morfología de los depósitos obtenidos y la respuesta electroquímica de los nuevos electrodos como ánodos en baterías de ion litio. Uno de los problemas fundamentales involucrados en el desarrollo de baterías de ión litio está relacionado con el mejoramiento de las propiedades de los ánodos para evitar que constituyan el elemento limitante en la performance de la batería en lo que respecta a capacidad y ciclabilidad. Los materiales anódicos empleados en la actualidad parten, del carbono, el cual posee una capacidad específica baja, entre otros aspectos a mejorar. Una posibilidad de duplicar la capacidad de los ánodos de las baterías es el empleo de estaño como tal o en forma de óxido o compuestos intermetálicos. Más aún, debido a su carencia de toxicidad el estaño resulta además muy atractivo desde un punto de vista medioambiental. Entre las cuestiones a resolver con los electrodos de estaño esta la gran variación de su volumen vinculado a la intercalación-desintercalación de los iones litio durante el funcionamiento de la batería, lo cual conduce a una progresiva destrucción de la estructura del electrodo y una disminución notable de su capacidad. Por consiguiente, resulta de suma importancia establecer las condiciones para la formación de un depósito de estaño con una gran área de interacción y estabilidad mecánica. En este sentido, obtener depósitos ramificados y nanoestructurados de estaño y algunas de sus aleaciones abre notables posibilidades para el desarrollo de ánodos para baterías de ion litio, particularmente empleando como soporte matrices de alta tridimensionalidad que permitan un incremento de la relación área/volumen y faciliten el transporte de materia hacia los centros activos para la intercalación de litio. En este sentido, se estudió la electrodeposición de estaño sobre electrodos de cobre modificados con una película de Ppy, en solución sulfúrica de sulfato de estaño a temperatura ambiente, empleando técnicas electroquímicas. El voltamperograma cíclico de estaño en la película de Ppy muestra un pico catódico ancho aproximadamente a -0.53 V frente a SCE y un pico anódico a -0.44 V. La reducción de Sn (II) está aparentemente controlada por difusión. Las imágenes SEM de los estudios cronoamperométricos muestran la formación de estructuras nanómetricas en las primeras etapas del proceso de deposición (-0.51 V), y para potenciales más catódicos (-0.55V) las partes externas de las estructuras metálicas comienzan desde un punto muy delgado y crecen para obtener una forma dendrítica.Universidad Nacional de La Plat

Estudio de la electrodeposición de estaño sobre polipirrol para el desarrollo de ánodos para baterías ión-litio

El objetivo general de la investigación se centra en el estudio de los procesos electroquímicos relacionados con la generación de electrodos modificados con depósitos de estaño sobre polipirrol (Ppy), con el propósito de avanzar en el desarrollo de nuevos ánodos para baterías de ión litio. Como objetivo específico se plantea estudiar las condiciones para la obtención de depósitos micro y nanoestructurados sobre diferentes sustratos, incluyendo aspectos tales como mecanismos de nucleación y modos de crecimiento de las nuevas fases, la morfología de los depósitos obtenidos y la respuesta electroquímica de los nuevos electrodos como ánodos en baterías de ion litio. Uno de los problemas fundamentales involucrados en el desarrollo de baterías de ión litio está relacionado con el mejoramiento de las propiedades de los ánodos para evitar que constituyan el elemento limitante en la performance de la batería en lo que respecta a capacidad y ciclabilidad. Los materiales anódicos empleados en la actualidad parten, del carbono, el cual posee una capacidad específica baja, entre otros aspectos a mejorar. Una posibilidad de duplicar la capacidad de los ánodos de las baterías es el empleo de estaño como tal o en forma de óxido o compuestos intermetálicos. Más aún, debido a su carencia de toxicidad el estaño resulta además muy atractivo desde un punto de vista medioambiental. Entre las cuestiones a resolver con los electrodos de estaño esta la gran variación de su volumen vinculado a la intercalación-desintercalación de los iones litio durante el funcionamiento de la batería, lo cual conduce a una progresiva destrucción de la estructura del electrodo y una disminución notable de su capacidad. Por consiguiente, resulta de suma importancia establecer las condiciones para la formación de un depósito de estaño con una gran área de interacción y estabilidad mecánica. En este sentido, obtener depósitos ramificados y nanoestructurados de estaño y algunas de sus aleaciones abre notables posibilidades para el desarrollo de ánodos para baterías de ion litio, particularmente empleando como soporte matrices de alta tridimensionalidad que permitan un incremento de la relación área/volumen y faciliten el transporte de materia hacia los centros activos para la intercalación de litio. En este sentido, se estudió la electrodeposición de estaño sobre electrodos de cobre modificados con una película de Ppy, en solución sulfúrica de sulfato de estaño a temperatura ambiente, empleando técnicas electroquímicas. El voltamperograma cíclico de estaño en la película de Ppy muestra un pico catódico ancho aproximadamente a -0.53 V frente a SCE y un pico anódico a -0.44 V. La reducción de Sn (II) está aparentemente controlada por difusión. Las imágenes SEM de los estudios cronoamperométricos muestran la formación de estructuras nanómetricas en las primeras etapas del proceso de deposición (-0.51 V), y para potenciales más catódicos (-0.55V) las partes externas de las estructuras metálicas comienzan desde un punto muy delgado y crecen para obtener una forma dendrítica.Universidad Nacional de La Plat

Estudio de la electrodeposición de estaño sobre polipirrol para el desarrollo de ánodos para baterías ión-litio

El objetivo general de la investigación se centra en el estudio de los procesos electroquímicos relacionados con la generación de electrodos modificados con depósitos de estaño sobre polipirrol (Ppy), con el propósito de avanzar en el desarrollo de nuevos ánodos para baterías de ión litio. Como objetivo específico se plantea estudiar las condiciones para la obtención de depósitos micro y nanoestructurados sobre diferentes sustratos, incluyendo aspectos tales como mecanismos de nucleación y modos de crecimiento de las nuevas fases, la morfología de los depósitos obtenidos y la respuesta electroquímica de los nuevos electrodos como ánodos en baterías de ion litio. Uno de los problemas fundamentales involucrados en el desarrollo de baterías de ión litio está relacionado con el mejoramiento de las propiedades de los ánodos para evitar que constituyan el elemento limitante en la performance de la batería en lo que respecta a capacidad y ciclabilidad. Los materiales anódicos empleados en la actualidad parten, del carbono, el cual posee una capacidad específica baja, entre otros aspectos a mejorar. Una posibilidad de duplicar la capacidad de los ánodos de las baterías es el empleo de estaño como tal o en forma de óxido o compuestos intermetálicos. Más aún, debido a su carencia de toxicidad el estaño resulta además muy atractivo desde un punto de vista medioambiental. Entre las cuestiones a resolver con los electrodos de estaño esta la gran variación de su volumen vinculado a la intercalación-desintercalación de los iones litio durante el funcionamiento de la batería, lo cual conduce a una progresiva destrucción de la estructura del electrodo y una disminución notable de su capacidad. Por consiguiente, resulta de suma importancia establecer las condiciones para la formación de un depósito de estaño con una gran área de interacción y estabilidad mecánica. En este sentido, obtener depósitos ramificados y nanoestructurados de estaño y algunas de sus aleaciones abre notables posibilidades para el desarrollo de ánodos para baterías de ion litio, particularmente empleando como soporte matrices de alta tridimensionalidad que permitan un incremento de la relación área/volumen y faciliten el transporte de materia hacia los centros activos para la intercalación de litio. En este sentido, se estudió la electrodeposición de estaño sobre electrodos de cobre modificados con una película de Ppy, en solución sulfúrica de sulfato de estaño a temperatura ambiente, empleando técnicas electroquímicas. El voltamperograma cíclico de estaño en la película de Ppy muestra un pico catódico ancho aproximadamente a -0.53 V frente a SCE y un pico anódico a -0.44 V. La reducción de Sn (II) está aparentemente controlada por difusión. Las imágenes SEM de los estudios cronoamperométricos muestran la formación de estructuras nanómetricas en las primeras etapas del proceso de deposición (-0.51 V), y para potenciales más catódicos (-0.55V) las partes externas de las estructuras metálicas comienzan desde un punto muy delgado y crecen para obtener una forma dendrítica.Universidad Nacional de La Plat