Oxygen evolution at ultrathin nanostructured Ni(OH)2 layers deposited on conducting glass

Ultrathin and transparent nanostructured Ni(OH)2 films were deposited on conducting glass (F:SnO2) by a urea-based chemical bath deposition method. By controlling the deposition time, the amount of deposited Ni(OH)2 was varied over 7 orders of magnitude. The turnover number for O2 generation, defined as the number of O2 molecules generated per catalytic site (Ni atom) and per second, increases drastically as the electrocatalyst amount decreases. The electrocatalytic activity of the studied samples (measured as the current density at a certain potential) increases with the amount of deposited Ni(OH)2 until a saturation value is already obtained for a thin film of around 1 nm in thickness, composed of Ni(OH)2 nanoplatelets lying flat on the conductive support. The deposition of additional amounts of catalyst generates a porous honeycomb structure that does not improve (only maintains) the electrocatalytic activity. The optimized ultrathin electrodes show a remarkable stability, which indicates that the preparation of highly transparent electrodes, efficient for oxygen evolution, with a minimum amount of nickel is possible.

Potentiostatic Reversible Photoelectrochromism: An Effect Appearing in Nanoporous TiO2/Ni(OH)2 Thin Films

In the field of energy saving, finding composite materials with the ability of coloring upon both illumination and change of the applied electrode potential keeps on being an important goal. In this context, chemical bath deposition of Ni(OH)2 into nanoporous TiO2 thin films supported on conducting glass leads to electrodes showing both conventional electrochromic behavior (from colorless to dark brown and vice versa) together with photochromism at constant applied potential. The latter phenomenon, reported here for the first time, is characterized by fast and reversible coloration upon UV illumination. The bleaching kinetics shows first order behavior with respect to the NiIII centers in the film, and an order 1.2 with respect to electrons in the TiO2 film. From a more applied point of view, this study opens up the possibility of having two-mode smart windows showing not only conventional electrochromism but also reversible darkening upon illumination.

Técnicas avanzadas para la restauración de arrecifes de coral

En la actualidad, los arrecifes de coral, ecosistemas productivos de gran vulnerabilidad, se encuentran en un estado de degradación continua por factores tanto de carácter antropogénico como natural. Consecuentemente se han desarrollado diversas metodologías de conservación y restauración de las cuales destaca el uso de técnicas electroquímicas. Dicha técnica consiste en el depósito electroasistido de carbonatos de calcio sobre soportes de acero inoxidable (u otro material conductor) que sumergido en el agua de mar y por la aplicación de una corriente de reducción genera un depósito mineral sobre el soporte metálico. En primer lugar, se han estudiado diversos sustratos conductores, tanto metálicos como carbonosos mediante técnicas voltamperométricas en las que se ha podido apreciar la efectividad de cada uno de ellos para la precipitación de minerales. Si se aplica una intensidad de corriente en la electrolisis de agua de mar se produce una reacción de reducción electroquímica en el electrodo sumergido que actúa como cátodo que induce un cambio de los parámetros químicos del agua: el pH, alcalinidad, concentración de calcio y magnesio, etc. A la vez, en la superficie del cátodo se promueve la formación y crecimiento de un depósito mineral. Este se ha analizado mediante diversas técnicas de microscopía, microanálisis y difracción de rayos X y los resultados muestran como la aplicación de distintas densidades de corriente durante las electrólisis tienen la capacidad de modular, las características morfológicas, atómicas y cristalográficas de los depósitos. La composición mineralógica del compuesto agregado en el electrodo consta de Mg(OH)2 y CaCO3. Las estructuras cristalinas de tales especies corresponden a la forma brucita, con una textura lisa e homogénea y aragonito con hábito botroidal. Densidades de corriente aplicadas por encima de 1 mA/cm2 generan depósitos con más de un 93% de presencia de brucita además de presentar una cristalografía más amorfa y un progresivo descenso de la eficiencia del proceso con un elevado gasto energético. En cambio, se ha comprobado que es posible modular las características del depósito a obtener con densidades de corriente comprendidas entre 0.01 y 1 mA/cm2, obteniendo una composición del depósito con cantidades de aragonito, textura y morfología óptimas para una futura aplicación con corales.