Caracterización voltamétrica de microelectrodos de platino en líquidos iónicos próticos frente a reacciones de interés en celdas de combustible.

MATÍAS SIMONETTO, ADAM, CLAUDIA, FERNANDEZ JOSE L.

Santa Fe

Encuentro; XVIII Encuentro de jóvenes investigadores de la UNL; 2014

UNL

En los últimos años los líquidos iónicos (LIs) han sido el foco de numerosas investigaciones debido a sus propiedades particulares. Un subgrupo de LIs denominados próticos (LIPs) resultan muy atractivos en el área de la electroquímica, entre otros motivos por su gran potencialidad para reemplazar los electrolitos poliméricos usados en las celdas de combustible de membrana (PEMFC) (Rana, U.A. et al, 2012). Las principales ventajas de los LIPs están relacionadas con la buena estabilidad térmica, relativamente baja volatilidad y alta conductividad protónica que en general estos presentan. Un aspecto que hace a los LIPs particularmente atractivos es la posibilidad de aportar conductividad protónica sin necesidad de hidratar el material, lo que los hace aplicables en celdas que operan a temperaturas superiores a los 100C. El aumento de la temperatura favorece la cinética de las reacciones de electrodo, como son la reacción del electrodo de hidrógeno (HER) y la reacción del electrodo de oxígeno (OER), definidas por las ecs. (1) y (2) respectivamente. Tal es así que al presente ya se han desarrollado algunos tipos de celdas no humidificadas que utilizan LIPs como electrolito, las que pueden operar a altas temperaturas (Snyder, J. et al., 2010). Cabe mencionar que la HER operando en dirección anódica (reacción de oxidación de hidrógeno, hor) y la OER operando en dirección catódica (reacción de reducción de oxígeno, orr) corresponden al proceso del ánodo y del cátodo de las PEMFCs de hidrógeno (Carrette, L. et al., 2001). Asimismo, las HER operando en dirección catódica (reacción de evolución de hidrógeno, her) ocurre en el cátodo de electrolizadores de agua. 2 H+ + 2 e-  H2(g) (1) O2(g) + 4 H+ + 4 e-  2 H2O(l) (2) Para lograr un mejor entendimiento de la conducta de estas reacciones en este tipo de solvente sobre los materiales clásicamente usados como electrocatalizadores es necesario llevar a cabo estudios fundamentales que aporten evidencias sobre el mecanismo de cada reacción. El análisis de estas reacciones en LIPs puede arrojar variantes muy interesantes raramente analizadas en medios acuosos, ya que es esperable que la participación tanto del protón como del agua sea diferente. No obstante, a pesar de la potencialidad de este tipo de análisis, son pocos los estudios cinéticos de estas reacciones en LIPs realizados hasta el presente (Switzer, E.E. et al., 2013).