Estudio del efecto de adátomos sobre la cinética de la reacción del electrodo de hidrógeno

QUAINO, PAOLA MONICA; GENNERO DE CHIALVO, MARIA ROSA; CHIALVO, ABEL CESAR

La Plata, Buenos Aires

Congreso; XVII Congreso de la Sociedad Iberoamericana de Electroquímica (SIBAE); 2006

Universidad Nacional de La Plata-Sociedad Iberoamericana de Electroquímica

Es un hecho conocido que la reacción del electrodo de hidrógeno (HER) se verifica a través del mecanismo de Volmer-Heyrovsky-Tafel, donde el átomo de hidrógeno adsorbido participa como intermediario de reacción. La interacción adsorbato-adsorbente influye de manera decisiva en la cinética de la HER, hecho que se refleja en la diferencia de actividad electrocatalítica entre distintos materiales electródicos. Por lo tanto, el comportamiento electroquímico de un material de electrodo puede ser modificado a través de la adsorción de átomos metálicos en sus superficie, la que puede producir un cambio en la velocidad de reacción debido al bloqueo de sitios activos y/o modificaciones electrónicas en los sitios adyacentes al adátomo. Debido al carácter donor o aceptor de electrones de la especie adsorbida con respecto al sustrato, cambia la capacidad de electroadsorción de hidrógeno. En este contexto, el presente trabajo estudia la HER sobre los electrodos de Pt policristalino con diferentes cubrimientos de Bi a través de la dependencia de la densidad de corriente con el sobrepotencial y con la velocidad de rotación en todo el rango de sobrepotenciales de interés. Las dependencias de corriente-potencial para la reducción y oxidación de hidrógeno sobre los electrodos de Pt/Bi(ad) fueron obtenidas para distintos cubrimientos de la especie adsorbida, medido como el grado de inhibición del intermediario, mediante la aplicación de un barrido potenciodinámico a 0,0001 V/s en soluciones 0.5 M de ácido sulfúrico saturadas con hidrógeno a 1 atm y 30 ºC. Las velocidades de rotación estuvieron comprendidas en el rango (900-8100) rpm. Mediante un análisis riguroso de la cinética de la HER se evaluaron los parámetros cinéticos a partir de la correlación de las dependencias experimentales de densidad de corriente-sobrepotencial con expresiones teóricas que tienen en cuenta efectos difusionales y efectos del proceso de adsorción del intermediario de reacción mediante un comportamiento Frumkiano. A partir de los resultados obtenidos se pudo verificar que existe un comportamiento lineal del parámetro de interacción de Frumkin U en función del grado de inhibición del hidrógen adsorbido.