Síntesis y caracterización de una nanoestructura metálica con propiedades catalíticas para su uso como electrodo en celdas combustibles

Abstract

En esta investigación se muestra el comportamiento de las fases activas bimetálicas Pd-Sn, Pd-Ru, Pt-Sn y Pt-Ru sobre carbón Vulcan XC-72R, durante el electro-oxidación de etanol cuando se varía su concentración en la solución electrolítica. Los catalizadores fueron preparados por el método de reducción de polioles usando calentamiento en micro-ondas. Difractometría de rayos-X, espectroscopia fotoelectrónica de rayos-X y microscopia electrónica de barrido (por sus siglas en ingles XRD, XPS y SEM respectivamente) se han utilizado para caracterizar la superficie y la composición de estas fases activas en estos catalizadores. Las técnicas electroquímicas, voltametría cíclica y la cronoamperometría, se emplearon para determinar el comportamiento en un sistema electroquímico, variando la concentración de etanol entre 0 y 3M, mediante la adición de hidróxido de sodio 1 M. Las medidas electroquímicas se llevaron a cabo en una celda de tres electrodos, conformada por un electrodo reversible de hidrógeno (RHE) que actúa como un electrodo de referencia, carbono vítreo y alambre de platino, siendo estos los electrodos de trabajo y contra-electrodo, respectivamente. Los resultados mostraron que cuando se utiliza una solución de etanol 2M + 1M hidróxido de sodio el grupo de catalizadores en general presentó el mejor comportamiento, siendo PdSn la muestra sobresaliente entre ellos a esta condición

Abstract : This research shows the behavior of bimetallic active phases Pd-Sn, Pd-Ru, Pt-Sn and Pt-Ru supported on carbon Vulcan XC-72R, during ethanol electro-oxidation when the concentration in the electrolyte solution was varied. Catalysts were prepared by polyols reduction method using microwave heating. X-ray Difraction (XRD), x-ray photoelentron spectroscopy (XPS) and scanning electron microscopy (SEM) were used to characterize surface and composition of these active phases on those catalyst. Electrochemical techniques such as, chronoamperometry and cyclic voltammetry were used to determine the behavior in an electrochemical system, varying ethanol concentration from 0 to 3M ethanol, by adding 1M sodium hydroxide. Electrochemical measurements were carried out in a three electrode cell, using reversible hydrogen electrode (RHE), which acts as a reference electrode, glassy carbon and platinum wire, as a working and counter electrodes, respectively. Results showed that when was used an ethanol concentration 2M + 1M sodium hydroxide, catalysts group showed the best overall performance, with PdSn outstanding sample between them at this condition