Detección de efectos cinéticos cooperativos en la reacción de reducción de oxígeno en medio alcalino sobre arreglos bimetálicos Ni/M (M: Pt, Pd)

BRITES HELÚ, MARIELA A.; FERNANDEZ, WANDA V.; FERNÁNDEZ, JOSÉ L.

Cusco

Congreso; XXIII Congreso de la Sociedad Iberoamericana de Electroquímica; 2018

SIBAE

Los electrocatalizadores empleados para la reducción de oxígeno (ORR) en celdas de combustible contienen metales nobles, que combinados con otros metales, pueden incrementar la actividad electrocatalítica aparente del electrodo.No obstante, son escasas las evidencias sobre los posibles mecanismos de sinergia, que demuestren que tal incremento se deba a una real modificación de la actividad intrínseca del material por la presencia de sitios bimetálicos.En este contexto, se presentan resultados del análisis de la ORR sobre arreglos de electrodos bimetálicos, aplicando el formalismo de la corriente de exceso [1].El análisis se aplica sobre arreglos fabricados mediante un procedimiento novedoso de litografía con haz de electrones asistida por máscaras (fig.1).Un soporte plano de un metal (Ni) es cubierto con una película de poli-metilmetacrilato (PMMA) por spin-coating seguido de curado térmico y expuesto a dosis bien controladas de electrones empleando un instrumento SEM de mesada, interponiendo una grilla TEM metálica con diversas geometrías de orificios.El haz de electrones modifica el PMMA sólo en los orificios, permitiendo el revelado exclusivo de estas zonas, exponiendo así un arreglo geométrico de PMMA sobre el Ni. En estos orificios se produce la deposición de un segundo metal (Pt o Pd), obteniéndose una configuración ordenada de este nuevo metal (ej. PMMA/Pt),la cual se puede evaluar electroquímicamente mediante curvas corriente (i) vs potencial (E) para la ORR en electrodo de disco rotante a distintas velocidades de rotación (ω).Luego se efectúa la disolución del film polimérico completo, exponiéndose así el Ni debajo del mismo.De este modo se obtiene un arreglo bimetálico (por ej. Ni/Pt o Ni/Pd), el cual puede ser evaluado de manera idéntica al anterior.Así, teniendo en cuenta que el Ni es inactivo frente a la ORR, cualquier cambio que se detecte en la curva i(E) proviene de la interacción intermetálica.La (fig.2) muestra uno de los casos analizados (Ni/Pt), donde se observa un claro incremento de la corriente debido a la presencia de junturas intermetálicas Ni/Pt expuestas.Estos resultados fueron analizados considerando los posibles mecanismos de reacción de la ORR [2].