Tecnología de electrodos y sensores

Tecnología de electrodos y sensores

Los procesos electroquímicos son métodos químicos usando corriente eléctrica. Hoy en día se utilizan en las industrias químicas para síntesis a gran escala y también para tecnologías avanzadas en energía, así como para fuentes de corriente ordinarias. Cuando se consume energía para generar una reacción, los procesos electroquímicos necesitan una fuente de energía externa: En la electrólisis, los electrodos median el flujo de corriente a través del medio de reacción, principalmente líquido. Debido a su resistencia a la corrosión y a otras propiedades eléctricas, los metales del grupo platino (PGM); platino, iridio, rutenio y también la plata, juegan un papel muy importante en la fabricación de electrodos a gran escala. Heraeus fabrica compuestos y soluciones adecuadas como productos centrales, los cuales sirven para recubrir o producir dichos electrodos. Además, Heraeus produce metales dispersos ("negros") para recubrir sensores electroquímicos.

Los ánodos recubiertos con óxidos de iridio y de rutenio se usan en procesos industriales en medios muy agresivos y para productos fuertemente oxidantes como la electrólisis cloro-alcalina. Estos ánodos se llaman usualmente Ánodos dimensionalmente estables (DSA). Este recubrimiento mejora las propiedades eléctricas de los ánodos y los hace más resistentes a la pasivación y la abrasión.

Para recubrimiento, los compuestos de metales preciosos se aplican principalmente en forma de sus soluciones. Son descompuestos pirolíticamente y de esta manera los metales se conectan fuertemente con el material de superficie.

Compuesto Número CAS Fórmula Contenido metálico aproximado Color
Clorhidrato de rutenio (III) 14898-67-0 RuCl3 · n H2O
40 % negro café
Solución de cloruro de rutenio(III) 14898-67-0 RuCl3 hasta 20 % café
Trinitratonitrosilrutenio(II) 34513-98-9 [Ru(NO3)3(NO)] 30 % café rojizo
Solución de Trinitratonitrosilrutenio(II) 34513-98-9 [Ru(NO3)3(NO)] hasta 15 % color burdeos
Hidrato de hexacloroiridato de dihidrógeno(IV) 16941-92-7 H2[IrCl6] · n H2O 43 % negro
Hexacloroiridato(IV) de dihidrógeno solución de "ácido cloroirídico", “CIA” 16941-92-7 H2[IrCl6] hasta 25 % café
Clorhidrato de iridio(III) 14996-61-3 IrCl3 · n H2O 54 % negro
Clorhidrato de iridio(III), Tipo G 14996-61-3 IrCl3 · n H2O 54 % verde
Clorhidrato de iridio(III) 10025-97-5 IrCl4 · n H2O 53 % negro
Solución de cloruro de iridio(III) 10025-83-9 IrCl3 hasta 10 % café oscuro

Las celdas de combustible generan energía eléctrica mediante la conversión química directa y controlada de reactivos de alta energía. Por ejemplo, la industria busca obtener una reacción controlada del hidrógeno "combustible" H2 con hidrógeno O2 para agua H2O. Por lo tanto, las celdas de combustible son de interés particular para las tecnologías automotrices y de comunicaciones y para sistemas herméticamente sellados como las naves espaciales.

Para algunas celdas de combustible, los cristalitos de platino y las aleaciones, las cuales se depositan en, por ejemplo, modificaciones de carbono, sirven como electrodos activos catalíticamente. También se están probando otros PGM.

Dichos materiales basados en Pt también se usan en la electrólisis de membrana de electrolito de polímero (PEM) para la generación de H2, la fuente de energía del futuro. Además, los materiales basados en iridio son aplicados de manera simultánea para la necesaria división de agua en O2.

Compuesto Número CAS Fórmula Contenido metálico aproximado Color
Hexacloroplatinato(IV) de dihidrógeno hidrato "ácido cloroplatínico", “CPA” 26023-84-7 H2[PtCl6] · n H2O 40 % naranja
Platino negro 04/06/7440 Pt 90-100 % negro
Nanopartículas de Pt en carbono 04/06/7440 Pt/C 10-40 % negro
Iridio negro 7439-88-5 Ir 98 % negro
Óxido de iridio(IV) 12030-49-8 IrO2 85-86 % negro
Óxido de iridio y rutenio IrxRu1-xO2 (0 < x < 1) 76-86 % negro
Clorhidrato de rutenio (III) 14898-67-0 RuCl3 · n H2O 40 % negro café
Oxalato de platino azul

Los sensores electroquímicos sirven para detectar gases tóxicos (por ejemplo, CO). Para esta aplicación, diferentes portadores son recubiertos con metales preciosos.

Compuesto
Número CAS Fórmula Contenido metálico aproximado Color
Platino negro, Pt 04/06/7440 Pt 90-100 % negro
Iridio negro 7439-88-5 Ir 98 % negro
Platino/rutenio negro 7440-06-4 /7440-18-8 Pt/Ru 25/75 % negro
Oro negro 7440-57-5 Au 97 % café
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