Electrodeposición de partículas de platino sobre fibras de grafito y su actvidad para la reacción de electrooxidación de metanol

S. PILLA, J.M. SIEBEN; J.M. SIEBEN; M.M.E. DUARTE; C.E. MAYER

Termas de Río Hondo, Santiago del Estero, Argentina

Congreso; XIV Congreso Nacional de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2005

Universidad Nacional de Santiago del Estero

El desarrollo comercial de las pilas de combustible de mebrana de intercambio protónico está actualmente limitado por el costo de sus componentes, principalmente la membrana y los catalizadores de los electrodos. Aún hoy los electrocatalizadores más efectivos se basan en metales nobles de alto costo, siendo el Pt el más utilizado, ya sea sólo o en combinación con otros metales como el Ru. En este trabajo se discute la electrodeposición de Pt sobre fibras de grafito y su actividad con respecto a la reacción de oxidación de metanol en medio ácido.Un haz de fibras de grafito de 9 micrometros de diámetro y 1 mg/cm de longitud se utilizó como electrodo. Los ensayos electroquímicos se realizaron en una celda convencional de tres bocas, con contraelectrodo de Pt y electrodo de referencia de calomel saturado. La electrodeposición de Pt se efectuó a partir de una solución H2PtCl6 5 mM + H2SO5 0.5 M con pulsos potenciostáticos de tiempos variables; un primer pulso a -0.5 V con t = 0, 200, 500, 1000 y 5000 ms, para favorecer la formación de los núcleos de Pt; y un segundo pulso de crecimiento del depósito a E = 0 V con t = 1, 5 y 10 s. Para lograr mayor reproducibilidad en los resultados los electrodos se impregnaron previamente durante 15 min en la solución. La actividad catalítica de los diferentes electrodos en la oxidación de metanol en medio ácido se determinó por voltametría cíclica, a partir de las corrientes de pico de oxidación a 0.7 V (ECS) medidas en voltagramas obtenidos a 100 mV s-1.Los estudios de microscopia de barrido electrónico (SEM) muestran partículas semiesféricas, con diámetros promedios variables entre 0.1 y 2 micrómetros, según las condiciones de deposición. Además, la distribución de las partículas no es uniforme sobre las distintas fibras, dependiendo fuertemente del tiempo de impregnación. El área específica calculada a partir de la carga de adsorción de hidrógenoes mucho menor que la medida en electrodos de carbono vítreo.Este comportamiento se atribuye a una fuerte hidrofugacidad de las fibras, que dificulta su impregnación. Esto se ha confirmado al encontrarse que las áreas medidas dependen del tiempo de impregnación de las fibras con la solución, antes de la deposición. A partir de los resultados obtenidos con los electrodos de fibras de grafito para la oxidación de metanol se observa que la actividad electrocatalítica de los depósitos, medidas por la corriente de pico, y expresada en mA por peso de Pt, aumenta con la cantidad de platino depositada. No se ha encontrado una relación definida entre el diámetro medio de partícula, calculadas a partir de las mediciones de área, y la actividad de depósito, aunque estudios similares sobre carbono vítreo muestran una tendencia decreciente de la actividad al aumentar el tamaño de partícula.