RESUMENEl término área de superficie real (ASr) significa el área de superficie activa, electroquímicamente, bajo las condiciones experimentales. En este trabajo se informa el ASr sobre electrodos de titanio (Ti) modificado con platino (Pt), utilizando la técnica de voltamperometría cíclica. Se emplearon sustratos de vidrio recubiertos por una lámina delgada de Ti modificado por electrodeposición de Pt, en el modo electroquímico potenciostático y a diferentes tiempos de deposición (1 ≤ t d ≤ 10 segundos). El depósito de Pt se realizó por la reducción de un complejo platínico en solución sobre el sustrato vidrio/Ti. Los electrodos de Ti modificado con Pt fueron estabilizados potencidinámicamente (electrodos Ti/Pt/TiO 2 ) y a partir de la integración de la corriente catódica en la región del potencial correspondiente a la desorción del oxígeno se determinó AS r . La mejor respuesta electroquímica se obtuvo con el electrodo Ti/Pt/TiO 2 (t d = 10 segundos), el cual mostró un ligero aumento de ASr con respecto al electrodo Ti/Pt/TiO 2 (t d = 5 segundos). Además, el ASr determinado electroquímicamente refleja una relación directa con los parámetros de rugosidad calculados por microscopía de fuerza atómica (AFM). Palabras clave: área de superficie real (ASr), voltamperometría cíclica y desorción del oxígeno. ABSTRACTThe surface area of Ti/TiO 2 -Pt electrodes (ASr) in contact with 0.010 M HClO 4 solutions was determined by Cyclic Voltammetry (CV) and Atomic Force Microscopy (AFM) techniques. The Ti/Pt/TiO 2 electrodes with different amounts of electrodeposited Pt (1, 5 and 10 seconds) were polarized up to 1.5 V vs. Ag/AgCl (sat. KCl) and stabilized at the final potential during 15 minutes. The highest limit of oxygen adsorption and/or oxide formation was choosen for potentials before the oxygen evolution, and the current corresponding to the region were the oxygen desorption takes place was integrated. These values were used as a parameter to determine the ASr for the different electrodes. The results demonstrate that the Ti/Pt/TiO 2 (10 seconds) electrodes have the largest area in contact with the electrolyte. A second method used to determine the ASr was AFM. The results obtained by the two methods were in good correlation.
Electrochemical energy sources are an alternative to replace technology based on the burning of fossil fuels. In an elec-trochemical system the potential drop spreads over a very narrow region at an interphase, creating high electric fields.So, there are good technological reasons to study semiconductor / electrolyte interphases. Currently, one of the ways touse renewable resources is through photovoltaic technology that directly converts solar radiation into electrical energy.This technology is manufactured from semiconductors, generally silicon, following an extremely careful and expensivemanufacturing procedure. An option for photovoltaic devices is photoelectrochemical cells.These cells are made bythe contact of a semiconductor electrode with a solution, which can be easily prepared and offers the possibility oflow-cost manufacturing. Understanding how these devices work requires knowledge of the characteristics of semicon-ductors and how these materials behave in contact with an electrolytic solution and under illumination by sunlight. Thepresent work describes, through an updated review, the principles and applications of semiconductor electrodes as themain components in a photoelectrochemical solar cell (PEC), to carry out chemical reactions of technological interest.In addition, the elements that are required for the improvement in the performance and construction of the PEC are discussed.
El estudio de la interfase semiconductor/electrolito tiene aplicaciones en la producción de celdas solares fotoelectroquímicas. Las propiedades semiconductoras de un semiconductor de tipo n pueden ser evaluadas mediante el modelo de Mott-Schottky cuando se lo pone en contacto con un electrolito. El titanio (Ti) es un metal que presenta una película de óxido espontánea, dióxido de titanio (TiO2), la cual puede ser crecida por anodización. En este trabajo se crecieron anódicamente películas de óxido de Ti, sobre los sustratos vidrio/Ti y chapa de Ti, y se aplicó el modelo de Mott-Schottky para evaluar sus propiedades semiconductoras en contacto con una solución de 0,5 M de HClO4 a temperatura ambiente. Bajo las condiciones descritas en este trabajo, los electrodos vidrio/Ti/TiO2 y chapa de Ti/TiO2 presentan el comportamiento de un semiconductor de tipo n con una concentración de donadores del orden de y , respectivamente. Las películas de óxido fueron estables antes y después de los experimentos.
La reducción electrocatalítica del oxígeno (RRO) es de suma importancia en el funcionamiento de una celda de combustible tipo PEM. Actualmente, la búsqueda de materiales que reemplacen al platino es un objeto de estudio relevante. El titanio (Ti) es considerado un metal válvula por sus características semiconductoras, esto es, no permite el pasaje de corriente en ambas direcciones debido al óxido formado espontáneamente (TiO2). Si esta capa se forma potenciondinámicamente, aumenta sus características de semiconductor resultando un compuesto útil en electrocatálisis. El paladio (Pd) posee características electroquímicas similares al platino (Pt) pero su costo es menor. Por lo tanto, el objetivo de esta investigación fue determinar cómo influyen en la RRO, los electrodepósitos de Pd, a diferentes tiempos, sobre los electrodos TiO2. Bajo las condiciones experimentales estudiadas, el sistema permaneció estable, se observó una tendencia a mejorar la cinética de la RRO en los electrodos de Ti con electrodepósito de Pd. Al aumentar el tiempo de electrodeposición, aumentó también el potencial al cual inicia la RRO.
El titanio (Ti) es un material termodinámicamente estable ante la corrosión, debido a la presencia de una película de óxido pasiva sobre su superficie formada espontáneamente. La película de óxido pasiva está compuesta de dióxido de titanio (TiO 2) que puede ser formada por oxidación térmica o por anodización; estas presentan características de un semiconductor. Las propiedades semiconductoras de películas de óxido formadas anódicamente, han sido interpretadas por representaciones gráficas de Mott-Schottky. En esta presentación se utilizó el modelo de Mott-Schottky para calcular las propiedades electrónicas de la superficie semiconductora de un sustrato vidrio/Ti/TiO 2 crecido potenciodinámicamente, a un potencial de formación de la película de óxido anódico de E f = 1,85 V vs ENH (electrodo normal de hidrógeno) en 0,01M HClO 4. Bajo las condiciones experimentales descritas en este trabajo el electrodo vidrio/Ti/TiO 2 presenta un comportamiento de un semiconductor tipo-n y una concentración de vacantes de oxígeno del orden de 10 22 cm-3. Finalmente, el óxido anódico formado sobre el sustrato vidrio/Ti/TiO 2 fue estable antes y después de los ensayos realizados.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.