Estudios sobre la formación electroquímica de fases

Autor: Benjamín R. Scharifker

Resumen:

Luego de exponer los principios termodinámicos que establecen la necesidad de la formación de núcleos en transformaciones entre fases, delineamos los principios fundamentales que gobiernan la cinética de los procesos electroquímicos de formación de fases en términos tanto clásicos como atomísticos. Discutimos luego los fundamentos de la descripción teórica que hemos desarrollado para el estudio de los procesos de nucleación y crecimiento tridimensional controlado por el transporte de materia en ambientes electroquímicos, así como los métodos experimentales para la determinación de las velocidades de nucleación y crecimiento tridimensional controlado por el transporte de materia en ambientes electroquímicos, así como los métodos experimentales para la determinación de velocidades de nucleación que surgen de ellos. Describimos en detalle la electrodeposición de mercurio, como ejemplo de la aplicación de esta descripción teórica al estudio de un sistema electroquímico, e indicamos algunos de los muchos otros sistemas que han sido estudiados con estos métodos. Sobre la base de estos mismos modelos, discutimos también algunos aspectos estructurales de los nanodepósitos formados, tales como las densidades numéricas de las partículas generadas y su distribución espacial, así como las principales dificultades que han surgido de la confrontación de la teoría con los datos experimentales. Finalmetne examinamos la relación de estos desarrollos con la actividad electrocatalítica de partículas metálicas depositadas sobre materiales de alta área específica, de interés para la conversión de energía y su impacto ambiental.

Palabras claves:

Nucleación, electrodeposición, partícula metálica, electrocatalizador.

Abstract:

After outlining the thermodynamic principles establishing the formation of nuclei during phase transformations and the kinetics of electrochemicla phase formation processes in both classical and atomistic terms, the theoretical description developed for the study of nucleation and three-dimensional growth controlled by diffusion is discussed, as well as the experimental methods for the measurement of nucleation rates arising from it. The electrodeposition of mercury onto vitreous carbon is taken as an example of application of this theoretical description, and indication is given of some of several other systems that have been studied using these methods. Also based upon these models, we discuss some structural aspects of the nanodeposits formed, such as the number densieies of the electrodeposited particles and their spatial distribution, and we briefly discuss the main difficulties arising from the constrast of theory with experimental data. Finally these developments are related to the electrocatalystic activity of metallic particles deposited on materials with high specific areas, of interest for energy conversion precesses and their environmental impact.

Keywords:

Nucleation, electrodeposition, metallic particle, electrocatalyst.