Advanced few Layers Graphene Nanoplatelets - Based Electrodes with Enhanced Electrocatalytic Activity for Oxygen Reduction Reaction

Abstract

Con el fin de estudiar la actividad electrocatalítica que tiene un electrodo hacia la reacción de reducción de oxígeno (RRO), diferentes composiciones de grafeno, flu- oruro de polivinilideno y alcohol polivinÃlico fueron estudiados. Las técnicas de voltametría cíclica y la espectroscopía de impedancia electroquímica fueron utilizadas para determinar la composición de reactivos necesaria para obtener el mejor desempen˜o en términos de corriente generada, potencial de separación de picos e impedancia, así como también para determinar qué composito tiene la mayor actividad electrocatalítica hacia la reacción de reducción de oxígeno. El composito con 0.4% grafeno / 0.5% PVDF / 0.5% PVA mostró el mejor funcionamiento en cada método, con un pico de corriente catódico de -132.7 µ A, resultado que es 2.1 veces mayor que el de la matriz polimérica y 6.7 veces mayor que la generada por el PVA. El composito también mostró el menor potencial de separación de picos con un valor de 0.17 V y la menor resistencia de trans- ferencia de carga con un valor de 468.5 Ω, el cual es 4.7 veces menor al valor de la matriz polimérica. Los resultados en cuanto a actividad catalítica mostraron la misma tenden- cia, con el composito de 0.4% grafeno teniendo la mayor corriente generada a cada pH (el pH toma los valores de 2, 4, 6, 8 y 10) y los valores de onset potential más positivos de -0.15 V vs Ag/AgCl a pH = 2 y -0.24 V a pH = 10, con los menores overpotentials de -1.04 y -0.66 V vs ENH (Electrodo Natural de Hidrógeno) respectivamente, mostrando la mejor actividad electrocatalítica hacia la reacción de reducción de oxígeno.