EFECTO DEL DOPADO CON P EN NANOPARTÍCULAS PtNi SOPORTADAS SOBRE CARBON VULCAN PARA LA ELECTRO-OXIDACIÓN DE ALCOHOLES

CASTAGNA, RODRIGO M.; A.E. ALVAREZ; J.M. SIEBEN

La Plata

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica (CAFQI 2021); 2021

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Las pilas de combustible son ampliamente reconocidas como una alternativa muyatractiva para la obtención eficiente de energía eléctrica a partir de una reacciónquímica. En especial, las celdas de combustible de baja temperatura alimentadas conalcoholes presentan una gran potencialidad para la alimentación de dispositivos debaja potencia y como fuentes secundarias de alimentación de energía eléctrica. Enparticular el uso de etanol como combustible es interesante porque proporciona unadensidad de energía volumétrica cercana a la de la nafta, no es tóxico y principalmentepuede obtenerse de la fermentación de biomasa. Este trabajo fue enfocado en laevaluación de la actividad catalítica de sistemas PtNi/C y PtNiP/C con diferentescomposiciones atómicas y bajo contenido de Pt para la electrooxidación de etanol(EtOH) y etilenglicol (EG) en medio alcalino. Los electrocatalizadores soportadosfueron sintetizados por reducción química de las sales precursoras de Pt, Ni y P conNaBH4 a temperatura ambiente y luego fueron caracterizados por microscopia detransmisión electrónica de alta resolución (HR-TEM), difracción de rayos X (XRD),espectroscopia de emisión atómica por plasma acoplado inductivamente (ICP-AES),microanálisis por dispersión de energías de rayos X (EDX) y diferentes técnicaselectroquímicas convencionales. El comportamiento electrocatalítico de los diferentesmateriales fue evaluado empleando voltamperometría cíclica (CV) ycronoamperometría (CA) en soluciones acuosas 1 M EtOH y 1 M EG en medio alcalino(0,1 M NaOH). Ensayos de XRD y de TEM revelaron que los catalizadores PtNidopados con P poseen una estructura más amorfa y menor tamaño de partículacomparado con el catalizador sin P. Los experimentos electroquímicos mostraron quelos catalizadores bimetálicos PtNi dopados con P presentan un potencial de inicio dereacción más negativo y actividades catalíticas para la oxidación de EtOH y EG entre 2y 10 veces más elevadas que las desarrolladas por el catalizador sin dopar. Se pudoinferir que la mejora en la actividad catalítica como consecuencia del dopado con P esdebida, por un lado a un aumento en el área electroactiva como consecuencia de lareducción en el tamaño de partícula y por el otro a efectos electrónicos y estructuralesinducidos por la presencia del fósforo intercalado dentro de la estructura de laspartículas bimetálicas PtNi.