O
eletrodo de Ni(OH)2 é comumente utilizado como
material ativo nos eletrodos positivos em baterias secundárias,
dispositivos eletrocrômicos e como promissores catalisadores
para a reação de desprendimento de oxigênio. Algumas das
propriedades do eletrodo de hidróxido de níquel tais como
alta densidade de potência, boa ciclabilidade e alta energia
específica, fazem este material interessante numa ampla
variedade de aplicações práticas. É bem conhecido que, dependendo
do estado de oxidação, 4 fases são produzidas durante a
vida média do eletrodo de hidróxido de níquel, a saber,
a-Ni(OH)2, g-NiOOH, b-Ni(OH)2 e b-NiOOH,
sendo que o seguinte esquema mostra as reações químicas
envolvidas:
Considerando
a sua aplicação na área de baterias, o ciclo a/g, possui
uma série de vantagens sobre o par redox b/b. Primeiramente,
no caso a/g, são trocados mais elétrons devido ao fato que
o estado de oxidação do g-NiOOH é maior que do b-NiOOH.
A formação de g-NiOOH está associada com uma expansão de
volume ou “encharcamento”do eletrodo de hidróxido
de níquel.
A
mudança de fase de b-NiOOH a g-NiOOH pode estar relacionada
a um aumento de volume nos eletrodos de aproximadamente
44%. Foi informado, na literatura, que um eletrodo de a-Ni(OH)2
estabilizado possui uma capacidade de carga maior que um
eletrodo de b-Ni(OH)2. Por outro lado, em regime
de sobrecarga, é conhecido que conversão b-NiOOH a g-NiOOH
ocorre produzindo deformação mecânica que resulta no detrimento
irreversível do eletrodo. Se a fase a do eletrodo fosse
estabilizada, ele poderia ciclar entre a e g sem deformação
ou stress mecânico nenhum.
A
presença de certos cátions metálicos em hidróxidos ou oxihidróxidos
pode afetar fortemente as características eletroquímicas
destes materiais. Cobalto, cádmio e zinco são utilizados
corriqueiramente como aditivos para incrementar o desempenho
de eletrodos de hidróxido de níquel em baterias alcalinas.
A presença de Co, ou Zn é muita efetiva na supressão da
formação da fase g. A pesar dos numerosos estudos existentes
na literatura, os resultados não são ainda conclusivos e
vários problemas devem ser solucionados. No nosso laboratório,
estamos pesquisando a influencia de diversos cátions na
resposta eletroquímica e óptica dos eletrodos de Ni(OH)2.
