SERR spectroelectrochemical study of cytochrome cd1 nitrite reductase co-immobilized with physiological redox partner cytochrome c552 on biocompatible metal electrodes

© 2015 Silveira et al. This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.

In situ characterization of porous VPO catalysts with fibrous structure: Identifying the redox behavior and the stability of active sites

Two VPO materials with fibrillar morphology have been prepared by the aid of electrospinning technique. One is a VPO carbon-supported material (VCF200) with fibrous morphology and very high surface area that is stable under oxidizing conditions up to 350C. The other material is a bulk mixed VPO oxide (VPO500) with fibrous structure obtained after optimizing the calcination of the carbon support in VCF200. Despite it is a bulk oxide material, this material exhibits a high surface area (> 60 m2/g). The redox behavior of both samples was monitored by in situ Raman spectroscopy under oxidation/reduction cycles. For the dehydrated supported sample (VCF200), the pyrophosphate phase (VO)2P2O7 (Raman ~930 cm-1) is detected, which has been described as the active phase (see Figure (a) below). This phase is quite stable since it does not disappear upon subsequent oxidation/reduction cycles. Under reduction conditions at 125C, in consecutive cycles, additional Raman bands appear at ~1090 cm-1 that are characteristic of the αII-VOPO4 phase. On the other hand, the bulk phases show a reversible behavior under redox cycles (Figure (b)). Under reducing conditions, a Raman band appears at ~980 cm-1 (β-VPO phase), whereas under oxidation conditions some segregation to VOx oxides occurs. Nevertheless, this segregation is reversible and the β-VPO phase forms again under reducing conditions. Thus, these results demonstrate that the active VPO phases of these fibrous catalysts are quite stable, and that their structure is reversible under several redox cycles, which make them suitable as oxidation catalysts.

Étude sur les propriétés physicochimiques et électrochimiques des liquides ioniques redox et leur application en tant qu’électrolyte dans les supercapaciteurs

Ce mémoire porte sur les recherches et les développements dans le domaine des électrolytes à base de liquide ionique redox. Une nouvelle famille de liquide ionique redox basée sur le ferrocenylsulfonyl(trifluoromethylsulfonyl) (FcNTf) a été développée et étudiée pour la première fois afin de démontrer le potentiel de ces liquides ioniques dans les dispositifs de stockage d’énergie. En premier lieu, les liquides ioniques redox (RILs) composés de l’anion électroactif et du cation d’alkylimidazolium sont synthétisés et caractérisés. L’impact de la variation des chaînes alkyles du cation sur les propriétés physicochimiques et électrochimiques du RIL a été étudié. À une faible concentration en solution, l’impact du cation a peu d’influence sur l’ensemble des propriétés. Cependant, à haute concentration (>50 % massique) et sans électrolyte de support, la formation de films en oxydation a été observée à l'électrode positive. Ce point est intéressant pour les futures recherches et développements dans le domaine, puisque la variation des chaînes alkyles du cation des liquides ioniques redox et la formation de films lors de l’oxydation du FcNTf est peu connue et comprise en littérature. De plus, l’optimisation des conditions de solution d'électrolyte RIL dans les supercapaciteurs est aussi présentée. En deuxième lieu, la mise en application des RILs dans les supercapaciteurs a été testée. La performance énergétique et le mécanisme d’autodécharge ont été ciblés dans cette étude. En présence de l’électrolyte redox, la contribution des réactions faradaiques permet d'accomplir un gain énergique de 287 % versus les systèmes purement capacitifs. À cause de la formation de film à l’électrode, l’électrolyte redox FcNTf joue un rôle primordial dans la prévention de l’autodécharge versus les liquides ioniques qui étaient connus jusqu’à présent. Finalement, ce mémoire a permis de mieux comprendre les effets structure-propriétés relative aux modifications du cation chez les liquides ioniques redox.