Mecanismo de la Reducción Electroquímica del CO2 sobreelectrodos de Cu-Zn por Espectroscopia de Impedancia Electroquímica.

SUSANA PETTINICCHI; BEATRIZ LÓPEZ DE MISHIMA; HORACIO T. MISHIMA

Tandil. Buenos Aires

Congreso; XV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2007

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

El dióxido de carbono está disponible en la naturaleza y es generado por las actividades humanas, es una fuente infinita de carbono para la industria química: manufactura de metanol, etanol, aldehídos, hidrocarburos y ácidos carboxílicos. La electroquímica es una ía factible para remover CO2 de la atmósfera. Las investigaciones comprenden diferentes soluciones de electrolitos y varios tipos de metales como electrodos. Las aleaciones Cu-Sn y Cu-Zn resultan buenos catalizadores para la reacción de reducción de Dióxido de carbono. Estudios realizados en nuestro laboratorio con aleaciones Cu-Zn, preparadas por aleado mecánico y por fundición de los metales a diferentes composición, el electrodo 50%Cu ? 50%Zn es el que presenta actividad catalítica mayor para la reducción de CO2. Se analizó también el efecto del aníón del electrolito soporte y los resultados obtenidos con LiClO4 y KHCO3 muestran que en bicarbonato son poco reproducibles debido a la formación de óxidos en la superficie realizando un análisis de SEM-EDAX, ya que presenta en su superficie la formación de oxido. La composición, morfología y estructura del electrodo se determina por SEM-EDAX , Cu 52 % - Zn 48 % y XRD Cu5Zn8 Los productos de reacción se analizan por Cromatografía Gaseosa y Espectroscopia Infrarroja de Transformada de Fourier. Se han identificado CH4, C2H4 y C2H6 y se determina la eficiencia faradaica para cada uno de ellos. El mecanismo propuesto en la bibliografía para la reducción de CO2 sobre metales nobles y también Cu implica la formación de distintos intermediarios , particularmente el CO ads, el que produce fuerte inhibición en el electrodo. Con el fin de caracterizar la actividad catalítica de la aleación Cu-Zn , y obtener información relacionada al comportamiento dinámico de los procesos de electrodo, recurrió a la técnica de espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) . Las medidas de impedancia fueron realizadas en el intervalo de potenciales entre ?1,2V a ?1,5V, con una amplitud de 5mV, y con un barrido de frecuencias de 0,01 a 10 5 Hz. Los diagramas de Bode y de Nyquits indican resistencia de transferencia de carga disminuye con el potencial y un achatamiento en los semicírculos en los gráficos de Nyquits. Los resultados experimentales se ajustan con un circuito equivalente del tipo Rs(QRp) que contienen un elemento de fase constante ( n= 0,6-0,8). También se efectúan espectros de admitancia vs potencial a frecuencia constante.2. Se analizó también el efecto del aníón del electrolito soporte y los resultados obtenidos con LiClO4 y KHCO3 muestran que en bicarbonato son poco reproducibles debido a la formación de óxidos en la superficie realizando un análisis de SEM-EDAX, ya que presenta en su superficie la formación de oxido. La composición, morfología y estructura del electrodo se determina por SEM-EDAX , Cu 52 % - Zn 48 % y XRD Cu5Zn8 Los productos de reacción se analizan por Cromatografía Gaseosa y Espectroscopia Infrarroja de Transformada de Fourier. Se han identificado CH4, C2H4 y C2H6 y se determina la eficiencia faradaica para cada uno de ellos. El mecanismo propuesto en la bibliografía para la reducción de CO2 sobre metales nobles y también Cu implica la formación de distintos intermediarios , particularmente el CO ads, el que produce fuerte inhibición en el electrodo. Con el fin de caracterizar la actividad catalítica de la aleación Cu-Zn , y obtener información relacionada al comportamiento dinámico de los procesos de electrodo, recurrió a la técnica de espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) . Las medidas de impedancia fueron realizadas en el intervalo de potenciales entre ?1,2V a ?1,5V, con una amplitud de 5mV, y con un barrido de frecuencias de 0,01 a 10 5 Hz. Los diagramas de Bode y de Nyquits indican resistencia de transferencia de carga disminuye con el potencial y un achatamiento en los semicírculos en los gráficos de Nyquits. Los resultados experimentales se ajustan con un circuito equivalente del tipo Rs(QRp) que contienen un elemento de fase constante ( n= 0,6-0,8). También se efectúan espectros de admitancia vs potencial a frecuencia constante.