Crecimiento electroquímico de nanotubos de circonia

Abstract

El dióxido de circonio, ZrO2, también conocido como circonia, es un material cerámico versátil con propiedades que permiten su uso en sensores de oxígeno, como: electrolito en celdas combustibles, catalizador o soporte de catalizador, revestimiento anticorrosión. Estas propiedades se ven potenciadas en escala nanométrica razón que motiva el estudio de la síntesis de nanoestructuras a través de oxidación electroquímica de circonio. Utilizando técnicas electroquímicas como voltametrías cíclicas y cronoamperometrías se encontró que la oxidación de circonio a bajos potenciales en electrolito 1M (NH4)2SO4 es un proceso reversible, el cual se ve fuertemente acelerado sobre los 700 mV. Este aumento en la velocidad de crecimiento del óxido podría encontrarse asociado al inicio de la cristalización del óxido. Además se planteó la posibilidad de que la gran concentración de SO42- del electrolito desplazase positivamente el potencial de formación de oxígeno por sobre el valor propuesto por la termodinámica del sistema, valor que puede ser leído desde un diagrama de Pourbaix. Es necesario profundizar en este tema e idear experiencias que permitan confirmar estas propuestas. Anodizando circonio en electrolito 1M (NH4)2SO4 + 0,5 wt% NH4F a temperaturas de 8, 25, 40, 50, 60 y 70°C se encontró que el tipo de fase del óxido formado cambia con la temperatura. De este resultado se infiere que la temperatura altera la velocidad de crecimiento del óxido en la interfaz metal/óxido. Para la síntesis de nanotubos de circonia vía anodización de circonio se espera que el largo y espesor de pared de los nanotubos se vea influenciado por la temperatura del electrolito.