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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3276| Desarrollo de un electrodo catalítico compuesto de Ni 2 P-MoS 2 /MWCNT para la evolución de hidrógeno Development of a catalytic electrode composed of Ni 2 P-MoS 2 /MWCNT for the evolution of hydrogen | |
| ELIZABETH RAMIREZ MONDRAGON | |
| OSCAR EDEL CONTRERAS LOPEZ | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| disulfuro de molibdeno, nanotubos de carbono de pared múltiple, fosfuro de níquel, reacción de evolución de hidrógeno, electrólisis Molybdenum sulfide, multi-walled carbon nanotubes, dinickel phosphide, hydrogen evolution reaction, electrolysis | |
| En la actualidad con la creciente demanda energética, el petróleo es la causa de contaminación con mayor impacto ambiental en el mundo. Por esta razón, surge la necesidad de aprovechar nuevas fuentes de energía limpias, que reduzcan las emisiones de gases contaminantes garantizando así la sustentabilidad ambiental y energética. Una alternativa prometedora a los combustibles fósiles es el hidrógeno. La reacción de evolución del hidrógeno (REH) por electrólisis del agua representa el mejor método de producción de hidrógeno de alta pureza libre de dióxido de carbono (CO 2), ideal para sistemas de conversión de energía limpia. De acuerdo a recientes investigaciones, el MoS 2 (disulfuro de molibdeno) y el Ni 2 P (fosfuro de níquel) son algunos materiales alternativos al platino (el cual es considerado el mejor catalizador de REH) que han demostrado individualmente una buena actividad catalítica en la REH. Por otro lado, se ha demostrado que el uso de nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT) como soporte aumenta el área superficial de los electrodos y mejora su estabilidad electroquímica. En este trabajo se realizó la integración de Ni 2 P, MoS 2 y MWCNT empleando dos diferentes rutas con el objetivo de diseñar un catalizador compuesto de estos materiales para usarse en la REH. La síntesis del compuesto Ni 2 P/MoS 2 /MWCNT consistió en usar secuencialmente un método solvotermal para producir capas de MoS 2 sobre los MWCNT y después un método de reacción de descomposición térmica para crecer nanopartículas de Ni 2 P en MoS 2 /MWCNT. Adicionalmente, se hizo una mezcla de MoS 2 /MWCNT (sintetizado por un método solvotermal) con Ni 2 P/MWCNT (sintetizado por un método de reacción de descomposición térmica) para obtener (Ni 2 P, MoS 2) /MWCNT. Las imágenes de SEM Y TEM revelaron que el MoS 2 tiene una morfología similar a capas de hojuelas, y las nanopartículas de Ni 2 P tienen una morfología esférica, ambas exhibieron un crecimiento uniforme sobre los MWCNTs. Los resultados de difracción de rayos X (DRX) demostraron la integración de Ni 2 P, MoS 2 y MWCNT. En Ni 2 P/MoS 2 / MWCNT se confirmó la formación de Ni 2 P en MoS 2 /MWCNT y en (Ni 2 P, MoS 2)/ MWCNT se confirmó la combinación de Ni 2 P y MoS 2, cada uno soportado individualmente en MWCNT. Además, se evaluó la actividad catalítica de los materiales usando técnicas electroquímicas como voltametría lineal, cronoamperometría y espectroscopia de impedancia electroquímica. At present, with the growing energy demand, the consumption of oil is the cause of pollution with great environmental impact in the world. For this reason, a pressing need arises to take advantage of new clean energy sources that reduce emissions of polluting gases, thus ensuring environmental and energy sustainability. A promising alternative to fossil fuels is the energy carrier hydrogen. The hydrogen evolution reaction (HER) by water electrolysis represents the best method of production of high purity hydrogen free of carbon dioxide (CO 2 ), ideal for clean energy conversion systems. According to recent research, MoS 2 (molybdenum disulfide) and Ni 2 P (nickel phosphide) are some alternative materials to platinum (considered the best HER catalyst), which have individually demonstrated good catalytic activity in HER. On the other hand, it has been shown that the use of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) as support increases the surface area of the electrodes and improves their electrochemical stability. In this work, the integration of Ni 2 P, MoS 2, and MWCNT were carried out using two different routes to design a catalyst composed of these materials for use in HER. The synthesis of the Ni 2 P/MoS 2 / MWCNT compound consisted in sequentially using a solvothermal method to produce MoS 2 layers over the MWCNT and then a thermal decomposition reaction method to grow Ni 2 P nanoparticles in MoS 2 /MWCNT. Additionally, a mixture of MoS 2 /MWCNT (synthesized by a solvothermal method) with Ni 2 P /MWCNT (synthesized by a thermal decomposition reaction method) was made to obtain (Ni 2 P, MoS 2 ) /MWCNT. The SEM and TEM images revealed that MoS 2 has a sheet-like morphology flake-type, and the Ni 2 P nanoparticles have a spherical-like morphology, both exhibiting a uniform growth on the MWCNTs.The results of X-ray diffraction (XRD) demonstrated the integration of Ni 2 P, MoS 2 , and MWCNT. In Ni 2 P/MoS 2 /MWCNT the formation of Ni 2 P on MoS 2 /MWCNT was confirmed, and in (Ni2P, MoS 2 )/MWCNT the combination of Ni 2 P and MoS 2 was proved, each individually supported in MWCNT.Furthermore, the catalytic activity of the materials was evaluated using electrochemical techniques such as linear sweep voltammetry, chronoamperometry, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). In electrochemical measurements, it was observed that when comparing Ni 2 P/MWCNT, MoS 2 /MWCNT, and Ni 2 P/MoS 2 / MWCNT, the mixture of (Ni 2 P, MoS 2 )/MWCNT exhibited the best ... | |
| CICESE | |
| 2020 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Elizabeth Ramírez Mondragón, 2020. Desarrollo de un electrodo catalítico compuesto de Ni 2 P-MoS 2 /MWCNT para la evolución de hidrógeno. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 100 pp | |
| PROPIEDADES DE LOS MATERIALES | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Física de Materiales |
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