Libro de resumenes del XXII Congreso Argentino de Fiscoquímica y Química Inorgánica - ESTUDIO CINÉTICO DE LA REACCIÓN DE REDUCCIÓN DE OXÍGENO EN ELECTRODOS POLIMÉRICOS CONDUCTORES DECORADOS CON ZIF-8 COMO PRECONCENTRADOR DE O2

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Summary *

La reacción de reducción de oxígeno (ORR) presenta gran interés tecnológico debido a suparticipación en dispositivos de conversión de energía. Dado que su lenta cinética implicael uso de costosos electrocatalizadores, se ha dedicado considerable atención a lacatálisis en electrodos de polímeros conductores (CPs). Su alta conductividad y estabilidadquímica los hace adecuados para fines electrocatalíticos, y su bajo valor económico losvuelve atractivos para dichas aplicaciones. Un ejemplo de estos polímeros catalíticos es lapoli(3-aminobenzilamina-co-anilina) o PABA, un copolímero entre anilina y3-aminobenzilamina; el primer monómero es responsable de la catálisis de la ORR,mientras que el segundo otorga estabilidad catalítica a pH neutro . A pesar de supopularidad, aún no se conocen detalles acerca del mecanismo de la ORR sobre PABA.Un aumento adicional en la velocidad de la ORR es posible al incrementar la disponibilidadde O2 en la interfaz electrocatalítica. Esto puede ser logrado mediante el uso de redesorganometálicas (MOF), que funcionan como un reservorio microporoso de gas. Enparticular, el MOF ZIF-8 (Zeolitic Imidazolate Framework) ha sido ampliamente utilizadocomo pre-concentrador de O2 . Se desconocen también las implicancias mecanísticas deluso de este MOF sobre el copolímero de PABA en la reducción del oxígeno.En este trabajo, presentaremos el desarrollo de un electrodo compuesto por un sustrato deAu cubierto con una película de PABA decorada con cristales de ZIF-8 y el estudio cinéticodel sistema, llevado a cabo mediante experimentos con electrodo de disco rotatorio (RDE).En primer lugar, mostraremos la caracterización del sistema PABA/ZIF-8 realizadaempleando técnicas de análisis electroquímico, microscopía de fuerza atómica,microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X. Los resultados arrojadospermiten elucidar la naturaleza química, cristalina y morfológica del electrodo diseñado. Ensegundo lugar, para evaluar la respuesta electrocatalítica del sistema frente a la ORR,presentaremos voltametrías de barrido lineal (LSV). Para superficies de Au recubiertas conPABA, el inicio de la ORR se observa a un potencial (E onset ) de -0,2 V vs Ag/AgCl,exhibiendo una densidad de corriente máxima de 250 μA.cm -2 . Estos resultados confirmanla eficacia del catalizador elegido. Por otro lado, la deposición de ZIF-8 no modifica el E onsetde la ORR pero genera un incremento de la densidad de corriente de un 40%. Estosignifica que, si bien el MOF no posee actividad catalítica propia, es capaz de lograr unamejora en la cinética de la ORR gracias a su rol como pre-concentrador de O2 . Finalmente,proporcionaremos resultados preliminares sobre el mecanismo de reducción de O2 enPABA y PABA-ZIF-8, a pH neutro, elucidado mediante RDE. Information provided by the agent in SIGEVA