Estudio de la reacción de oxidación de hidrógeno sobre electrodos de paladio en medio alcalino

M.A. MONTERO; M.R. GENNERO DE CHIALVO; A.C. CHIALVO

Tucuman

Congreso; XXI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2019

Asoc. Argentina de Investigación Fisicoquímica (AAIFQ)

La reacción de oxidación de hidrógeno (hor) ha recibido especial atención en los últimos años debido a su empleo en ánodos de celdas de combustible tipo PEM. En el caso de electrodos de paladio, propuesto como sustituto del platino, presenta a diferencia de éste una fuerte capacidad de absorción de hidrógeno (Hab) en la matriz metálica. En este trabajo se estudia cómo el proceso de absorción afecta el mecanismo de reacción. El electrodo de trabajo fue preparado por sputtering de paladio sobre un sustrato de oro en atmósfera de argón. Las medidas electroquímicas se llevaron a cabo en celda de tres electrodos en medio NaOH 0.1M, usándose un electrodo de referencia de hidrógeno en el mismo medio y un alambre de paladio de gran área como contraelectrodo. Los estudios cinéticos se llevaron a cabo en solución saturada de H2, a través de la aplicación de un programa de potencial y la adquisición de la respuesta en corriente en condiciones de estado estacionario empleando un electrodo de disco rotante. Las dependencias corriente-potencial obtenidas presentan una conducta inesperada, marcadamente diferente a los restantes metales nobles, descriptos por el mecanismo de Volmer-Heyrovsky-Tafel (VHT). Se observa para potenciales menores a 0.2 V que la corriente disminuye cuando la velocidad de rotación aumenta, mientras que a potenciales mayores el comportamiento es el esperado para la hor. Estas conductas fueron interpretadas mediante una variante del mecanismo de VHT, donde la contribución de la etapa de Tafel es reemplazada por la absorción directa del hidrógeno molecular con formación de Hab, el que define el cubrimiento superficial de hidrógeno Had. De esta manera se pudo describir la dependencia j - η observada y evaluar los parámetros cinéticos involucrados. Se concluyó que la hor sobre paladio en medio alcalino presenta una elevada barrera de energía frente a la etapa de Tafel, por lo que la formación del intermediario de reacción se verifica a través de la absorción disociativa del hidrógeno.