En esta tesis se estudian la electrocatálisis de algunas reacciones involucradas en las pilas de combustible. Se utilizan electrodos monocristalinos de oro y platino para analizar, a nivel fundamental, los procesos que tienen lugar en la interfase entre electrodo y la disolución. En una primera parte se analiza la oxidación de ácido fórmico e hidracina que son dos combustibles empleados en las celdas de combustible. Posteriormente se estudian reacciones secundarias a las mismas como es la oxidación de CO o la oxidación y reducción de peróxido de hidrógeno.

The development and control of nanoscale properties is a major goal in science and technology; for the development of such technologies it is important that there are experimental techniques which allow the monitoring of development processes in real time and in a range of environments. With this in mind much effort has been invested in the development of surface sensitive optical probes. One such technique, reflection anisotropy spectroscopy (RAS), has been applied successfully to a number of different problems since its development in the mid 1980’s. RAS as a surface specific technique is very sensitive to small changes to surface morphology, electronic structure and molecular orientation. This makes RAS a useful technique to study nanoscale changes occurring at surfaces and it is applied here to three such systems, in an attempt to develop a better understanding of both the systems and the technique. Surface defects arising from thermal processing and etching of the sample are considered and are found to have a significant effect on both the electronic structure and the morphology of the surface. The time and temperature dependences of the RAS signatures allow the monitoring of surface dynamic processes. The deposition of a monolayer of adsorbate molecules onto the surface allows a new interface to be created. Monitoring the evolution of this surface during deposition provides information about both the substrate surface and the adsorba te covered surface; a theoretical framework has been outlined to show how the sources of anisotropy from multiple thin film layers combine to give a RAS signal. Azimuth dependent RAS (ADRAS) is known to provide information on surface symmetry and can be used to determine molecular orientation. There are also a number of other angles which affect the RA spectrum from a sample. A tilted molecule causes a breakdown in surface symmetry; this work shows how such an effect can be observed.

Esta tesis es un estudio profundo de las propiedades interfaciales Metal|líquido iónico (LI), y como estas influyen en las primeras etapas de formación de electrodepósito metálico. Dos líquidos iónicos, de dos familias diferentes, se han escogido para el análisis: un Room Temperature Ionic Liquid (RTIL): [Emmim][Tf2N]; y un Deep Eutectic Solvent (DES): 1ChCl:2urea. Para estudiar la influencia superficial en los distintos procesos, se empleó monocristales de platino (Pt(111)) y de oro Au(hkl), principalmente. El análisis inicial de las propiedades interfaciales M(hkl)|LI se realizó utilizando, entre otras técnicas, la técnica de salto de temperatura con láser pulsante, técnica que además permitió estimar el valor de potencial de carga (valor característico de la interfase metal|electrolito) en cada caso. Una vez caracterizados electroquímicamente estos sistemas, ambos LIs se utilizaron para estudiar el depósito metálico en distintas superficies tanto orientadas como poliorientadas. En concreto, se investigó el depósito de Ag y Cu en DES y sobre carbono vítreo, obteniendo que el DES influenciaba el mecanismo de nucleación y crecimiento y permitía modular el tamaño de grano. Se analizó la formación de ad-capas UPD de Cu en Au(hkl) y en DES, observándose dependencia del proceso con la orientación del sustrato y el tipo de electrolito. Finalmente, se evaluó la aplicabilidad de estos dos solventes para modificar un sustrato orientado de platino (Pt(111)) con Ni, y la sensibilidad superficial del proceso, para ello combinando técnicas clásicas como voltametría cíclica y cronoamperometría con técnicas ex-situ como SEM y AFM (para recubrimientos de baja cobertura). El presente trabajo doctoral muestra el potencial de estos solventes para modificar una superficie con distinto metales y de forma sencilla, a través de la técnica formación de depósito electroquímico, abriendo la posibilidad de utilizar estos novedosos solventes para el diseño de nuevos materiales.