SÍNTESIS DE CATALIZADORES ?CORE-SHELL? Cu@Pt-Ru PARA LA ELECTRO-OXIDACIÓN DE METANOL Y ETANOL

J.M. SIEBEN,; V. COMIGNANI; M.M.E. DUARTE

Córdoba

Congreso; 5to. Congreso Nacional - 4to. Congreso Iberoamericano HIDRÓGENO Y FUENTES SUSTENTABLES DE ENERGÍA - HYFUSEN 2013; 2013

Comisión Nacional de Energía Atómica, Universidad Tecnológica Nacional y Universidad Nacional de Córdoba

En el presente trabajo se evalúa la actividad de sistemas trimetálicos  Cu@Pt-Ru  con estructura ?core-shell? en la electro-oxidación de metanol (MeOH) y etanol (EtOH). La preparación de los catalizadores nanoestructurados Cu@Pt-Ru soportados sobre negro de carbón grafitizado, previamente oxidado, se ha llevado a cabo por medio de un proceso de dos etapas: i) reducción química de iones Cu+2 para generar nanopartículas de Cu depositadas sobre el sustrato carbonoso particulado y ii) posterior reemplazo galvánico parcial del Cu por platino y rutenio utilizando soluciones acuosas diluidas de H2PtCl6 y RuCl3 de diferente composición. Las características (estructura, composición, morfología, etc.) de los catalizadores soportados fueron investigadas por SEM, TEM, EDX, XRD, e ICP-AES  y por el uso de técnicas electroquímicas convencionales. Las imágenes TEM revelan que los depósitos están compuestos por partículas nanométricas con diámetros de entre 4 y 7 nm, las cuales se encuentran distribuidas homogéneamente sobre toda la superficie del material soporte. La composición de los materiales ha sido determinada por EDX e ICP-AES, mientras que la formación de estructuras ?core-shell? ha sido confirmada por XRD.     La actividad catalítica de los electrodos para la electro-oxidación de MeOH y EtOH fue evaluada por medio de voltametría cíclica y cronoamperometría. Se ha observado, por ejemplo, que un catalizador Cu@Pt-Ru/C (6,4 wt% Pt, 0,1 wt% Ru, 1,0 wt% Cu) presenta una actividad catalítica diez veces mayor que la de catalizador comercial Pt-Ru/C (20 wt% Pt, 10 wt% Ru) para la electro-oxidación de etanol en medio ácido.   Este estudio muestra que es posible preparar catalizadores trimetálicos tipo ?core-shell? con bajo contenido de Pt que presentan una actividad catalítica mejorada para la electro-oxidación de alcoholes cuando se lo compara con catalizadores comerciales Pt-Ru/C con alto contenido de Pt.