Libro XX SCAG

XX Semana Científica “Antonio González”
Departamento de Química Orgánica
Universidad de La Laguna
Catalizadores de Ni sobre óxido de grafeno reducido dopado con N
P-37
para la reacción de evolución de H 2
C. Montero a , C. Amonte a , L.M. Rivera a , G. Lemes b , M. J. Lázaro b , E. Pastor a
a
Universidad de La Laguna, Instituto de Materiales y Nanotecnología, Dpto. Química, UD Química-
Física, Avda. Astrofísico Francisco Sánchez s/n, 38206 La Laguna, Santa Cruz de Tenerife
b
Instituto de Carboquímica (CSIC), Miguel Luesma Castán 4, 50018 Zaragoza
cmontero@ull.edu.es
La producción de hidrógeno mediante la electrolisis del agua es la forma más
apropiada y sencilla de obtener este gas con una elevada pureza. En medio ácido se hace
necesario el uso de metales nobles como catalizadores para llevar a cabo este proceso,
pero en medio básico pueden emplearse otros mucho más baratos basados en metales no
nobles como el Ni, que presenta una buena estabilidad y resistencia a la corrosión en
este medio, así como una actividad relativamente alta para la reacción de evolución de
hidrógeno (HER) [1].
Para aumentar la eficiencia de esta reacción es necesario el desarrollo de
catalizadores con una alta actividad catalítica y una elevada área superficial. En este
sentido, el óxido de grafeno reducido (rGO) ha demostrado ser un excelente soporte
donde dispersar partículas metálicas, pudiendo mejorar sus propiedades cuando se
incorporan ciertos heteroátomos a su estructura que modifican la distribución de cargas
del grafeno [2], y por tanto, las interacciones entre el soporte y las nanopartículas
dispersadas.
En este trabajo se sintetizó óxido de grafeno por el método de Hummers
modificado, reduciéndolo (rGO) y dopándolo con nitrógeno (N-rGO) al usar urea como
agente dopante. Estos materiales se emplearon como soportes para dispersar partículas
de Ni, utilizando etilenglicol como disolvente y reductor de la sal precursora de Ni bajo
condiciones suaves, así como un posterior tratamiento térmico en atmósfera reductora.
Se llevó a cabo la caracterización fisicoquímica de los catalizadores mediante distintas
técnicas, como la difracción de rayos X o las espectroscopías infrarroja y Raman,
además de estudiar la HER en medio básico, comprobando que el dopado del soporte
modifica la respuesta electroquímica pudiendo generar distintos centros activos con
respecto a los catalizadores no dopados.
Agradecimientos:
Los autores agradecen al Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO) por la financiación a
través del proyecto ENE2014-52158-C2 (FEDER). C.M., G.L. y L.M.R. agradecen al MINECO,
Gobierno de Aragón y la Agencia Canaria de Investigación por las ayudas FPI, respectivamente.
Referencias:
[1] McKone, J. R. et al., ACS Catal., 2013, 3, 166-169.
[2] Z. Wang et al., Nanoscale, 2014, 6, 7281-72
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