Eletrodos modificados por hidróxido de níquel: um estudo de revisão sobre suas propriedades estruturais e eletroquímicas visando suas aplicações em eletrocatálise, eletrocromismo e baterias secundárias

Abstract

IN ELECTROCATALYSIS, ELECTROCHROMISM AND SECONDARY BATTERIES. The present review paper describes the main features of nickel hydroxide modified electrodes covering its structural and electrochemical behavior and the newest advances promoted by nanostructured architectures. Important aspects such as synthetic procedures and characterization techniques such as X-Ray diffraction, Raman and Infrared spectroscopy, Electronic Microscopy and many others are detailed herein. The most important aspect concerning nickel hydroxide is related to its great versatility covering different fields in electrochemical-based devices such as batteries, electrocatalytic systems and electrochromic electrodes, the fundamental issues of these devices are also commented. Finally, some of the newest advances achieved in each field by the incorporation of nanomaterials will be shown.Keywords: nickel hydroxide; batteries; sensors. INTRODUÇÃODesde suas primeiras publicações em aplicações eletroquímicas, 1 o hidróxido de níquel (ou óxido de níquel hidratado, NiO.H 2 O) tem sido objeto de um grande número de estudos sobre sua aplicação em baterias secundárias. Em aparelhos portáteis comerciais a bateria mais empregada é a de níquel metal-hidreto, onde o hidróxido de níquel é utilizado como o material ativo no eletrodo positivo.2 A melhora de suas propriedades eletroquímicas é de grande interesse e relevância na construção de baterias com maior eficiência de carga. Apesar de certas vantagens, como uma longa vida de ciclagem, o eletrodo de hidróxido de níquel apresenta certos inconvenientes, em particular, um processo de carga limitado. Efetivamente, os potenciais das reações Ni(OH) 2 / NiOOH e OH -/O 2 estão muito próximos afetando, desta forma, seu desempenho em aplicações comerciais, além da conversão entre fases, que também limita a eficiência de carga. A fim de solucionar estas deficiências, a utilização de aditivos na matriz inorgânica do hidróxido de níquel é amplamente difundida. Embora em sua grande maioria os estudos sobre o hidróxido de níquel se concentrem em sua aplicação em baterias, também são encontrados muitos trabalhos que desenvolvem suas propriedades eletrocrômicas, dispositivos como janelas inteligentes, retrovisores de automóveis e óculos podem ser encontrados comercialmente. Neste contexto, filmes finos de hidróxido de níquel em sua forma reduzida são totalmente transparentes adquirindo coloração marrom escuro quando são oxidados a oxi-hidróxido (NiOOH); estes filmes possuem uma boa reversibilidade, além de apresentarem algumas características interessantes como alto contraste, facilidade de síntese, boas eficiências (uma das maiores se comparadas a outros materiais eletrocrômicos inorgânicos) além de um custo bastante baixo dos materiais de partida.Assim como outros compostos baseados em metais de transição, a presença de sítios de Ni II , especialmente na sua forma oxidada Ni III , faz com que o hidróxido de níquel possua uma excelente propriedade eletrocatalítica, orbitais d semipreenchidos são especialmente interessant...

Obtaining of Ni–Al layered double hydroxide by slit diaphragm electrolyzer

“…It is likely that sulfate Ni-Al LDH would form. However, in the paper [12], it is described that CO 3 2-demonstrates a significantly greater stabilizing effect for Ni-Al LDH. For the synthesis of carbonate Ni-Al LDH, Na 2 CO 3 has been introduced into the anolyte in different ratios to alkali.…”

“…Under low current density, a , that react with carbonate. However, aluminum carbonate is completely hydrolyzed by water to Al(OH) 3 , which is incorporated into the sample as a separate phase. In the accumulator, Al(OH) 3 dissolves in alkali and poisons nickel hydroxide electrode.…”

“…However, aluminum carbonate is completely hydrolyzed by water to Al(OH) 3 , which is incorporated into the sample as a separate phase. In the accumulator, Al(OH) 3 dissolves in alkali and poisons nickel hydroxide electrode. With the increase of current density, the number of free Al 3+ decreases and this effect is partially negated.…”

“…β-form (chemical formula Ni(OH) 2 , brucite structure) and α-form (chemical formula 3Ni(OH) 2 •2H 2 O, hydrotalcite structure). β-Ni(OH) 2 possesses high cycling stability and is widely used as an active material in accumulators [3] and supercapacitors [4,5]. α-Ni(OH) 2 possesses significantly better electrochemical properties than β-Ni(OH) 2 .…”

The properties investigation of the faradaic supercapacitor electrode formed on foamed nickel substrate with polyvinyl alcohol using

“…The latter is proven not only by a large number of applied papers in various fields of nickel hydroxide application [9,10], but by a significant number of theoretical papers as well [11,12]. Theoretical works on Ni(OH) 2 summarize the newest information regarding the compound or recent progress on its synthesis and application [13,14].…”