Un estudio reciente, fruto de la colaboración entre investigadores de Japón, Corea del Sur y Estados Unidos, ha puesto de relieve un importante avance en la comprensión de la degradación de los electrodos de platino en dispositivos electroquímicos, como baterías y pilas de combustible. Estos dispositivos, que son fundamentales en la vida moderna, dependen de la interacción entre electrodos sólidos y electrolitos líquidos para generar electricidad a partir de reacciones químicas.
El deterioro de los electrodos sólidos es un fenómeno que ha sido insuficientemente estudiado, a pesar de su impacto directo en la durabilidad de estos dispositivos. En este contexto, los investigadores han examinado cómo diferentes cationes, que son átomos con carga positiva, afectan a la degradación de electrodos de platino en soluciones electrolíticas. Los cationes analizados incluyen litio, sodio, potasio y cesio, todos pertenecientes al mismo grupo de la tabla periódica.
Influencia de los cationes en la degradación del platino
Los resultados del estudio revelan que la identidad del catión tiene un efecto significativo en la degradación del platino. Específicamente, se ha observado que los cationes más grandes, como el cesio, tienden a suprimir la disolución del platino en comparación con los cationes más pequeños, como el litio. Haesol Kim, autor principal del estudio, destaca que «nuestros resultados revelaron que la lixiviación del platino disminuía a medida que aumentaba el número atómico y el tamaño del catión». Este hallazgo sugiere que el tipo de catión en la solución electrolítica puede influir en la estabilidad del electrodo.
Para profundizar en este fenómeno, los investigadores realizaron experimentos adicionales y simulaciones computacionales. Estas simulaciones indicaron que los iones hidróxido presentes cerca del electrodo de platino juegan un papel crucial en la lixiviación del platino. Según Chang Hyuck Choi, autor senior del estudio, «los iones hidróxido promovían la difusión de iones de platino hacia el electrolito, debilitando la fuerza de redeposición sobre la superficie del electrodo».
La investigación también destaca cómo los cationes en el electrolito afectan la concentración de iones hidróxido cerca de la superficie del electrodo de platino. Los cationes con mayor acidez generan una mayor concentración de iones hidróxido, lo que, a su vez, acelera la degradación del platino. En este sentido, los cationes más pequeños presentan una acidez mayor que los cationes más grandes, contribuyendo así a un deterioro más acelerado del electrodo de platino.
Este descubrimiento sobre la relación entre la estabilidad del electrodo y el tipo de cationes en el electrolito proporciona una nueva área de investigación que podría ser clave para el desarrollo de dispositivos electroquímicos más duraderos, esenciales para el futuro energético del planeta.
Más información:
Haesol Kim et al, Cation Effect on the Electrochemical Platinum Dissolution, Journal of the American Chemical Society (2025). DOI: 10.1021/jacs.4c17833
