Catalizadores basados en materiales grafénicos dopados para reacciones catódicas en pilas de combustible y electrolizadores de membrana polimérica

Resumen

Los materiales grafénicos presentan interesantes propiedades que pueden ser modificadas mediante estrategias de dopado, convirtiendo estos materiales en candidatos para sustituir a los metales nobles en los electrodos de los dispositivos de almacenamiento y conversión de energía (pilas de combustible y electrolizadores). El objetivo de esta Tesis Doctoral es la síntesis y caracterización de electrocatalizadores basados en materiales grafénicos que aúnen una alta actividad electrocatalítica y bajo coste. Se han sintetizado materiales grafénicos dopados con distintos heteroátomos (nitrógeno, boro, fósforo y azufre) a los que se han incorporado metales no nobles (hierro y cobalto). La actividad electrocatalítica hacia la reacción de reducción de oxígeno se ha estudiado utilizando técnicas comunes en celda de tres electrodos y técnicas avanzadas de espectroscopia fotoelectrónica de rayos-X con electroquímica quasi in situ, estudios de estabilidad y en estación de pila de combustible. La actividad hacia la reacción de evolución de hidrógeno se ha estudiado utilizando técnicas clásicas de voltamperometría en celda de tres electrodos y mediante espectrometría de masas diferencial electroquímica (DEMS). La incorporación de heteroátomos y metales no nobles contribuye al aumento de la actividad catalítica para las dos reacciones en estudio.