Comportamiento electroquímico de electrodepósitos de Pt facetados para aplicaciones en conversión de energía

RAMOS SILVINA GABRIELA; CONTRERAS ÁNGELA; ANDREASEN GUSTAVO; TRIACA WALTER

Buenos Aires

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

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

El interés en el desarrollo de dispositivos eficientes y limpios para la conversión de energía, tales como las celdas de combustible (CC), ha dado origen a estudios intensivos sobre la electrocatálisis de las reacciones electródicas involucradas, principalmente la reacción catódica de electrorreducción de oxígeno (RRO) que se caracteriza por su cinética lenta. Para aplicaciones en CC de H2/O2< interesa desarrollar nanopartículas de Pt, a fin de lograr un aumento del área superficial disponible para las reacciones electródicas involucradas en los procesos electroquímicos de conversión de energía. En este trabajo se estudia el efecto del tiempo de electrodeposición sobre el desarrollo de electrocatalizadores de Pt facetados, electrodepositados sobre sustratos carbonosos de alta área superficial, para su uso en CC de tecnología de membrana de intercambio de protones (PEM). La técnica de preparación involucra la aplicación de una onda cuadrada de potencial repetitiva (OCPR) simétrica a frecuencia constante sobre sustratos carbonosos inmersos en solución de ácido cloroplatínico a 25 °C, manteniendo los límites de potencial superior e inferior fijos, a 1,2 V y -0,2 V respectivamente, y variando los tiempos de aplicación de la señal eléctrica empleada. La morfología de los elecrocatalizadores de Pt obtenidos fue analizada mediante imágenes SEM. Sobre los sustratos utilizados para la electrodeposición se observó una distribución uniforme de cristalitas de Pt facetadas según la orientación cristalográfica preferencial (ocp) (111). Se evaluó la actividad catalítica de las cristalitas de Pt facetadas para la RRO, que constituye la principal pérdida de energía en los convertidores electroquímicos de baja temperatura. Se determinó la dependencia del tamaño medio de partícula de los electrocatalizadores de Pt facetados electrodepositados con el tiempo de aplicación de la OCPR y se observó una disminución del tamaño medio a medida que se reduce el tiempo de electrodeposición. La caracterización voltamperométrica de las cristalitas obtenidas para los diferentes tiempos de electrodeposición muestran un aumento relativo en la contribución de los picos de corriente referidos a los átomos de hidrógeno débilmente adsorbidos, característicos de superficies con orientación cristalográfica preferencial (111). Teniendo en cuenta la carga específica para una monocapa de hidrógeno adsorbido sobre Pt, se determinó el área superficial electroquímicamente activa del Pt electrodepositado. Se aplicó una técnica espectrofotométrica para determinar la cantidad en masa de Pt, observándose mayores cantidades de Pt electrodepositado a medida que aumenta el tiempo de electrodeposición.