Estudio cinético de las reacciones de oxidación y desprendimiento de hidrógeno sobre electrodos de Pt/Biad

QUAINO, PAOLA MÓNICA; GENNERO DE CHIALVO, MARÍA ROSA; CHIALVO, ABEL CÉSAR

Medellín (Colombia)

Congreso; XVIII Congreso de la Sociedad Iberoamericana de Electroquímica; 2008

Sociedad Iberoamericana de Electroquímica SIBAE

La adsorción de átomos metálicos sobre electrodos de platino ha sido utilizada para modificar su actividad electrocatalítica en diversas reacciones. La presencia de estos adátomos puede cambiar la velocidad de la reacción en al menos dos aspectos: (i) a través de la modificación del estado electrónico tanto del metal adsorbido como de los átomos de Pt adyacentes, produciendo cambios en el proceso de adsorción de los intermediarios de reacción y (ii) posible bloqueo de sitios superficiales donde los intermediarios se adsorben. En el presente trabajo se estudió la cinética de la reacción del electrodo de hidrógeno (HER) sobre electrodos de platino modificados con bismuto adsorbido, en un amplio rango de sobrepotenciales anódicos y catódicos.             El proceso de adsorción de Bi se llevó a cabo en una solución de Bi2(SO4)3 5 10-4 M disuelto en H2SO4 0.5 M a potencial constante de 0.02 V (vs. RHE) y diferentes tiempos 30 £ tad / s £ 600 para variar el cubrimiento superficial de Bi (qBi). Los electrodos de Pt/Biad fueron caracterizados por voltametría cíclica en solución de H2SO4 0.5 M libre de iones Bi3+ a una velocidad de barrido de 0.025 V s-1. La carga voltamétrica correspondiente a la adsorción de átomos de hidrógeno UPD permitió determinar qBi, el que se definió como el grado de inhibición de los HUPD con respecto al Pt puro. La evaluación de la dependencia densidad de corriente ? sobrepotencial j(h) para la HER se realizó sobre un electrodo de disco rotante de Pt/Biad en solución de H2SO4 0.5 M libre de iones Bi3+, con burbujeo continuo de H2 para asegurar la definición y estabilidad del potencial reversible. La dependencia j(h) se obtuvo a través de la aplicación de un barrido potenciodinámico lento a 0.008 V s-1. Se realizaron experiencias en el rango -0.20  £ h / V £ 0.40 a una velocidad de rotación de 8100 rpm para diferentes valores de qBi. La correlación de los resultados experimentales, realizada a través del mecanismo de Volmer-Heyrovsky-Tafel con adsorción tipo Frumkin del intermediario adsorbido (HOPD), permitió establecer que el Biad inhibe la adsorción de HUPD pero no la de HOPD. Consecuentemente, la disminución de la actividad electrocatalítica está determinada por factores electrónicos.