ELECTROOXIDACIÓN DE GLICEROL EN MEDIO ALCALINO SOBRE CATALIZADORES SOPORTADOS Pt-SnO2/C

JUAN MANUEL SIEBEN; ALVAREZ, ANDREA E.

El Calafate

Congreso; XXIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2023

AAIFQ - Asociación Argentina de Investigaciones Fisicoquímicas

La producción creciente de biodiesel en el mundo ha llevado a un crecimientoexponencial en la acumulación de su subproducto, glicerol, debido a una demandaindustrial casi invariable en el tiempo. Es por ello que, la utilización de glicerol crudopara alimentar celdas de combustible de baja temperatura puede resultar ser unaalternativa muy interesante para aprovechar este excedente generando energíaeléctrica y productos de alto valor agregado. En este trabajo se sintetizaroncatalizadores soportados Pt-SnO2/C con diferente contenido del óxido para laoxidación de glicerol en medio alcalino. Los materiales sintetizados fueroncaracterizados por XRD, SEM-EDX, ICP-OES, XPS, TEM y HR-TEM. El óxido deestaño fue sintetizado mediante el método de precipitación/calcinación y luegodispersado sobre el soporte carbonoso (Vulcan XC-72R oxidado). Se obtuvieronpartículas de SnO2 con un tamaño promedio de ca. 4 nm. Las nanopartículas de Ptfueron depositadas sobre el soporte híbrido mediante el método de polioles asistidopor calentamiento por microondas. Se obtuvieron catalizadores con relacionesatómicas de Pt:Sn de 52:48, 42:58 y 27:73. Se determinó que los catalizadoresestaban constituidos por nanopartículas con diámetros de entre 2 y 3 nm con unadistribución homogénea sobre la superficie del soporte híbrido. La composiciónsuperficial de los materiales fue determinada por análisis XPS. Se observó que lapresencia de SnO2 induce una modificación en la estructura electrónica del Pt. Seevaluó la actividad electrocatalítica de los diferentes materiales mediante técnicaselectroquímicas convencionales (voltamperometría cíclica, cronoamperometría,voltamperometría lineal de barrido y espectroscopia de impedancia compleja) en unrango de temperaturas comprendido entre 25 y 60 ºC. Se determinó que todos loscatalizadores sintetizados presentan una actividad catalítica mejorada con respecto alcatalizador Pt/C. Estos materiales desarrollaron una densidad de corriente másicaentre 2 y 3 veces mayor que la del catalizador monometálico tanto en condicionespotenciodinámicas como potencioestáticas. Asimismo, se observó que el comienzo dela oxidación del alcohol se encuentra desplazado hacia potenciales más bajos amedida que aumenta el contenido de SnO2 en el catalizador, indicando que laspartículas del óxido facilitan la oxidación de los intermediarios adsorbidos. Elcomportamiento electrocatalítico mejorado del sistema Pt-SnO2 puede asociarse a tresefectos principales: i) generación de especies hidroxiladas sobre la superficie del óxidoa potenciales mucho más bajos que sobre Pt que facilitan la oxidación de losintermediarios adsorbidos a través del mecanismo bifuncional, ii) modificación de laestructura electrónica del Pt inducido por la presencia de partículas de SnO2 en lacercanía de los sitios activos y iii) presencia de tensión en la red cristalina del Pt porefecto de las partículas de SnO2 que se encuentran en su proximidad.