Comportement électrochimique des nanostructures de nitrate d'hydroxyde de cuivre (II) à morphologie contrôlée
Brève scientifique - Zoom sur un article de chercheurs de l'Institut de Chimie de Clermont-Ferrand (ICCF) paru dernièrement dans le journal scientifique Crystal Growth & Design 2023.
Le contrôle de la nanostructure est un problème important lors de l'utilisation de matériaux électroactifs dans des dispositifs de conversion et de stockage de l’énergie. Dans cette étude, nous rapportons diverses méthodes de synthèse du nitrate d'hydroxyde de cuivre (II) nanostructuré (Cu2 (OH) 3NO3) avec une structure de sel d'hydroxyde en couches (LHS) en utilisant diverses méthodes de synthèse et étudions la corrélation entre la nanostructure, la morphologie et leur comportement électrochimique pseudocapacitif. Les variations de la taille et de la morphologie des nanostructures ont été explorées de manière approfondie en combinant la diffraction des rayons X (XRD) et la microscopie électronique à balayage (SEM), tandis que l'activité électrochimique a été caractérisée à l'aide de la voltamétrie cyclique.
Nous démontrons que les particules submicroniques nanostructurées Cu2(OH)3NO3–LHS produites par précipitation alcaline avec 88 % des cations de cuivre peuvent cycler avec un processus redox à deux électrons. Malheureusement, l'électroactivité diminue rapidement dès le premier cycle en raison de l'apparition de transformations structurelles et du broyage électrochimique ultérieur. Cependant, les échantillons obtenus par ultrasons et synthèse micro-ondes, deux méthodes originales de synthèse des matériaux LHS, formés de domaines cristallins nanométriques agglomérés en particules micrométriques, représentent un bon compromis entre capacité et cyclabilité. De plus, en utilisant l'analyse de la fonction de distribution de paires sur les matériaux d'électrode après des cycles répétés, nous avons pu suivre les changements chimiques et structurels se produisant dans les matériaux Cu2(OH)3NO3 au cours du cycle électrochimique avec d'abord une transformation rapide en Cu2O puis l'apparition de Cu métal et acétate de cuivre Cu(II)2(O2CCH3)4·2H2O.
"Electrochemical Behavior of Morphology-Controlled Copper (II) Hydroxide Nitrate Nanostructures"
Journal : Crystal Growth & Design, Volume 23 (4), 2023, 2634
DOI : 10.1021/acs.cgd.2c01468
Lien vers la publication : Electrochemical Behavior of Morphology-Controlled Copper (II) Hydroxide Nitrate Nanostructures | Crystal Growth & Design (acs.org)