Redes poliftalocianinas funcionalizadas con una alta actividad de reacción de reducción de oxígeno

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Las redes aromáticas conjugadas bidimensionales (2D) son cruciales para las aplicaciones energéticas.
• El desarrollo de electrocatalizadores eficientes para las reacciones de reducción de oxígeno (ORR) es vital para las tecnologías de energía limpia.

Objetivo del estudio:

• Para fabricar nuevos CAN 2D utilizando una técnica de molienda de bolas.
• Evaluar la actividad electrocatalítica de estos CAN para ORR y su rendimiento en baterías de zinc-aire.

Principales métodos:

• Fabricación de CAN 2D mediante la molienda en bolas de precursores poliméricos de cobalto y ftaalocianina.
• Funcionalización con sustituyentes de anhídrido de ácido aromático (anhídrido tetrafenilftálico).
• Caracterización de las propiedades del material (espesor de la capa, superficie, sitios activos) y ensayos electroquímicos.

Principales resultados:

• Las CAN óptimas exhibían capas uniformes y delgadas (2,9 nm) con una gran superficie de BET (92 m2 g-1).
• Se lograron sitios activos de Co-N4 bien definidos y altamente expuestos.
• La actividad de ORR electrocatalítico fue de 44 mA mg-1, superando a los catalizadores Pt/C en 1.2-6.0 veces.
• Las baterías de zinc-aire con estos catalizadores alcanzaron altas densidades de potencia (137 mW cm−2 de área, 0,68 W mg−1 de masa).

Conclusiones:

• La estrategia desarrollada sin soporte y sin pirólisis ofrece una nueva ruta para la síntesis de materiales en 2D.
• Estos CAN 2D demuestran un excelente potencial como electrocatalizadores eficientes para la conversión y el almacenamiento de energía limpia.