Síntesis de electrocatalizadores de Pt para PEMFC. Estudio del efecto del soporte de carbono

CONTRERAS ÁNGELA; BONESI ALEJANDRO; RAMOS SILVINA GABRIELA; CALZADA RENÉ; ANDREASEN GUSTAVO; BARSELLINI DIEGO; TRIACA WALTER; LOMBARDI BÁRBARA ; SCIAN ALBERTO

Buenos Aires

Congreso; XIX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2015

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

En el estado del arte de las PEMFC, el electrocatalizador usualmente utilizado es Pt soportado sobre Vulcan XC72. No obstante, la lenta cinética de la ORR sobre esta superficie limita su eficiencia en la conversión de energía, por lo que el desarrollo de nuevos electrocatalizadores es de vital importancia. El desempeño de un electrocatalizador depende, entre otros factores, de la interacción entre el catalizador y el soporte. En este trabajo se presentan los resultados de la síntesis de NP`s de Pt, mediante el método de polioles, soportadas sobre un carbono nanoporoso que denominaremos SiO2-C, cuya síntesis ya ha sido reportada, y sobre Vulcan XC72, para comparación. El precursor, H2PtCl6.6H2O, es disuelto en una solución alcalina de etilenglicol (EG). A continuación, se añade la cantidad necesaria de carbono y la reacción es llevada a cabo a 140 ºC en reflujo durante 2 h. La suspensión obtenida es filtrada, lavada con etanol y agua a 60 ºC. El sólido obtenido es llevado al horno y secado a 160 ºC durante 24 h. Los materiales de carbono y los electrocatalizadores sintetizados fueron caracterizados por XRD, SEM, EDX y Voltamperometría Cíclica (VC). La actividad electrocatalítica de los materiales para la ORR se estudió mediante medidas potenciodinámicas con electrodos porosos. La caracterización mediante XRD del material SiO2-C ya ha sido reportada, observándose la banda perteneciente al espaciado basal de los planos de grafito y la banda perteneciente al espaciado de las uniones C-C de los hexágonos que forman los planos basales del grafito, sugiriendo una estructura subgrafítica no cristalina como microestructura dominante. En los espectros de XRD de los catalizadores se obtuvieron bandas a 39,8º, 46,2º, 68,1º, 81,4º y 86,7º, correspondientes a las fases cristalinas de Pt (111), (200), (220), (311) y (222), las cuales son características de una estructura cristalina fcc. Las VC de las NP´s exhiben corrientes pico bien definidas entre 0V y 0,2V vs RHE, características de los procesos de adsorción y desorción de hidrógeno sobre superficies de Pt policristalinas. Mediante estas VC se pudo determinar el área específica electroquímicamente activa de las NP´s (ECSA), resultando mayor para las NP´s soportadas sobre el material SiO2-C. Finalmente, los estudios en electrodos porosos mostraron diferencias en la actividad catalítica para la ORR sobre las NP´s soportadas en SiO2-C. Se realizarán estudios complementarios para determinar si estas diferencias se deben únicamente a la mayor ECSA, producto de la mayor área superficial de este material, o a un tipo de interacción fisicoquímica entre el soporte y las NP´s.