Mapeo con resolución de grano de la activación de la evolución del oxígeno en una superaleación de Ni

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Ciencias de la superficie

Sus antecedentes:

• La reacción de evolución del oxígeno (OER) es crucial para las tecnologías de conversión de energía.
• La comprensión de los mecanismos de activación de REA a nanoescala es esencial para el desarrollo de catalizadores.
• Las superaleaciones a base de níquel son prometedoras como electrocatalizadores OER, pero su rendimiento está vinculado a la microestructura.

Objetivo del estudio:

• Realizar el primer mapeo con resolución de grano de la activación de OER en una superaleación a base de Ni.
• Investigar la influencia del tamaño y la orientación del grano en el rendimiento de la OER.
• Establecer la difracción de electrones de retrodispersión de ubicación idéntica (IL-EBSD) como herramienta para el diseño de electrocatalisadores guiados por microestructura.

Principales métodos:

• Difracción de retrodispersión de electrones de ubicación idéntica (IL-EBSD) para el análisis cristalográfico.
• Técnicas de microscopía correlativa que incluyen microscopía electrónica de barrido de ubicación idéntica (IL-SEM) y espectroscopia de rayos X dispersiva de energía de ubicación idéntica (IL-EDS).
• Microscopía de células electroquímicas de barrido (SECCM) para el mapeo de la actividad electroquímica.

Principales resultados:

• La formación de la película de NiFe (oxihidróxido) y la actividad de OER están fuertemente influenciadas por el tamaño y la orientación del grano.
• Los granos orientados a la O11 y los más pequeños presentan transformaciones estructurales, químicas y electroquímicas pronunciadas durante la OER.
• Se observó una heterogeneidad significativa de la microestructura en la activación de OER a través de la superficie de la superaleación.

Conclusiones:

• IL-EBSD es una técnica poderosa para analizar la activación de OER a nivel de grano.
• La microestructura, específicamente el tamaño y la orientación del grano, desempeña un papel fundamental en el rendimiento OER de las superaleaciones a base de Ni.
• Estos hallazgos permiten el diseño guiado por la microestructura de electrocatalizadores más eficientes para aplicaciones energéticas.