Caracterización de electrodos de Ti/TiO2 para su aplicación en celdas de combustible PEM

FRANCISCO FILIPPIN; LUCÍA AVALLE; RITA BONETTO; JORGE TRINCAVELLI

Mar del Plata

Workshop; 4º Congreso Nacional y 3° Iberoamericano de Hidrógeno y Fuentes Sustentables de Energía (HYFUSEN 2011); Primer Workshop Argentino de Celdas de Combustible; 2011

<!-- @page { margin: 0.79in } P { margin-bottom: 0.08in } --> Uno de los problemas de las actuales celdas de combustible es la inhibición cinética de la reacción de reducción de oxígeno que ocurre en los cátodos de las celdas PEM. Existen antecedentes del uso Pt -TiO2-C en dichas celdas. El objetivo del presente trabajo es la caracterización del Ti/TiO2 formado electroquímicamente como posible material del cátodo. Con el fin de desarrollar un método de caracterización de espesores de electrodos de TiO2 sobre Ti, se prepararon muestras de Ti/TiO2 mediante técnicas electroquímicas a varios voltajes de formación, es decir con varios espesores de TiO2. La deposición de TiO2 se realizó sobre vidrios recubiertos con una lámina delgada de Ti puro de 2 μm de espesor. Algunas de las muestras se fabricaron por duplicado para determinar el espesor de TiO2 mediante microscopía electrónica de barrido. Se quebraron las muestras duplicadas y se montaron en un portamuestras confeccionado especialmente de manera de poder observar la interfase Ti/TiO2 frontalmente. En alta magnificación se determinó el espesor de la capa de TiO2 localizando zonas donde el quiebre presentó un perfil nítido. De esta manera se relacionó el voltaje aplicado para la formación del film con su espesor. Las muestras restantes, preparadas a varios voltajes fueron analizadas en una microsonda de electrones para determinar la intensidad de la línea característica Ka del oxígeno, que crece a medida que hay mayor espesor de TiO2. Mediante esta estrategia se correlacionó, a través de una curva de calibración, la intensidad el pico O-Ka con el voltaje de formación. Con la ayuda de la relación encontrada usando microscopía electrónica de barrido entre voltaje de formación y espesor se construyó otra curva de calibración que relaciona intensidad O-Ka con espesor. Así se estableció un método no destructivo de caracterización de espesores de TiO2 en electrodos Ti/TiO2 para celdas de combustible.