ESPECTROSCOPÍA DE IMPEDANCIA Y DE MASA ELECTROQUÍMICA EN EL ESTUDIO DE LA OXIDACIÓN DE AMONÍACO

J.M.FERNÁNDEZ; F.E. MORÁN; H.T. MISHIMA; E. PASTOR; J.L.RODRIGUEZ; B.A. LÓPEZ DE MISHIMA

La Plata . Buenos Aires

Congreso; XVII Congreso de la Sociedad Iberoamericana de Electroquímica. SIBAE 2006; 2006

Sociedad Iberoamericana de Electroquímica

La oxidación completa de amoníaco a nítrógeno ha recibido considerable atención por sus aplicaciones en celdas de combustible, sensores electroquímicos y tratamiento de agua de residuos industriales. La reacción ha sido estudiada sobre diferentes metales y aleaciones y la formación de intermediarios activos e inhibidores del electrodo depende del metal. En particular el Ir y sus aleaciones han mostrado ser buenos catalizadores para la oxidación de NH3.  El propósito del presente trabajo es emplear la espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) y la  espectroscopia de masa electroquímica diferencial  (DEMS) para estudiar la oxidación de amoníaco sobre aleaciones Pt-Ir y comparar con la reacción sobre electrodos de platino. La preparación de las aleaciones de Pt-Ir se realiza por electrodeposición sobre chapa de Au y Pt a potencial constante E = 0.050 V vs. RHE; pH = 2 a partir  mezclas de soluciones de sales de Pt  e  Ir  a 60ºC. El electrodo de referencia es un electrodo de H interno y como electrolito se utiliza KOH 0.1 M +(NH4)2SO4  2mM ? 50 mM .. Los estudios voltamétricos muestran que las corrientes aumentan con la concentración de NH3 y son lineales hasta aproximadamente 10 mM. Las curvas cronoamperométricas muestran un marcado descenso sin alcanzar un estado estacionario por desactivación de la superficie del electrodo. Los productos de oxidación e intermediarios se reducen principalmente en la zona de Hidrógeno. Los estudios realizados con adsorbatos muestram que la carga de oxidación del adsorbato incrementa con el Eads y alcanza un máximo a 0.4 V. La disminución puede atribuirse a la formación de adsorbato Nads. Las cargas de reducción incrementa hasta 0.25 V permaneciendo constante hasta 0.6 V. La relación de las Qa/Qc con el potencial disminuyen con el potencial indicando la deshidrogenación de intermediarios: NH3, NH2, NH y N adsorbido. Las medidas con  DEMS se efectúan con un electrodo de Pt poroso y Pt-Ir electrodepositado sobre membrana cubierta con Au. Los resultados indican que el  potencial para m/z = 28 en Pt-Ir es más negativo que en Pt .La señal  m/z = 44 (N2O) también corresponde a potenciales más negativos. La relación m/z = 30 (NO) para ambos electrodos y m/z = 44 para Pt son más positivos que N2O sobre Pt-Ir . Las medidas de EIS se realizaron usando un equipo Autolab- PGSTAT10 en un rango de frecuencias de 5 mHz a 10 Mhz . En la figura se observan los gráficos en el plano de impedancia compleja (Nyquist a diferentes potenciales. Los espectros involucran diferentes procesos como transferencia de carga, difusión en el electrodo a medida que disminuye la frecuencia y como se modifican con el aumento de potencial. A partir de los resultados se proponen modelos de circuitos equivalente para obtener parámetros de los diferentes procesos.