Nanoestructuras de Paladio como materiales de electrodos en celdas de combustible

FUENTES SILVINA; AGUIRRE MARIA DEL CARMEN

Córdoba

Congreso; 5°Congreso Nacional y 4° Iberoamericano de Hidrógeno y Fuentes Sustentables de Energía; 2013

Universidad nacional de Cordoba y Universidad Tecnológica Nacional Fac Reg Córdoba

El siglo XXI necesita tecnologías de energía limpia. Encontrar las innovaciones necesarias para una transición a economías de energía limpia es uno de los retos principales de la nanotecnología. En el diseño de celdas de combustibles uno de los principales desafíos es la selección del material adecuado como electrodo, tanto en la reacción de evolución de hidrógeno (REH) como en la de reducción de oxígeno (RRO). Muchos metales se han investigado (1-3), siendo la preferencia los metales nobles. Un electrodo nanoestructurado, solo necesita de un contenido metálico mínimo,para proporcionar una gran área superficial, aventajando en actividad y costos al electrodo másico del mismo metal. El material objeto de nuestro estudio es el Pd°, el que tiene mayor capacidad de adsorción de H2 en su superficie y dentro de su red lo que le infiere gran importancia en procesos catalíticos, en almacenamiento de hidrógeno y fragilidad del metal (3). Nuestros esfuerzos estuvieron dirigidos a la construcción y desempeño de electrodos nanoestructurados de Pd°. Para ello se estudiaron los mecanismos de nucleación y crecimiento de de nanopartículas de Pd formadas por electrodeposición sobre carbono pirolítico altamente orientado (HOPG) y las logradas por ruta química(soft template) sin aplicación de potencial,embebiendo en electrodos de carbono vítreo(GC).La electrodeposición se realizó a potencial constante (0.1V), a partir de una solución acida 2m M de PdCl2. Los electrodepósitos obtenidos a distintos tiempos, fueron analizados por microscopía electrónica de barrido (SEM ). Resultados preliminares permitieron concluir que es factible electrodepositar nanoestructuras de Pd en HOPG con morfologías definida siguiendo a los defectos del substrato. El mecanismo existente fue de formación de núcleos instantáneos y crecimiento 3D controlado por la difusión. La REH en medio ácido indicó una mayor actividad en nanoestructuras electrodepositadas a tiempos pequeños ej.10 segundos. La ruta química, produjo morfologías de nanolambres ó nanocubos de Pd°, (partiendo de un complejo de PdCl42- , cetrimida y reductor fuerte) , adecuando la concentración de reactivos,temperatura del sistema y velocidad de agitación. El material , policristalino mostró a Pd° (fcc). Las nanoestructuras se depositaron luego sobre un electrodo de carbono vítreo,(GC) caracterizándose electroquimicamente y con la RRO. Referencias: (1) Kawde A-N, Wang J (2004) Electroanalysis 16:101. (2) Penner RM (2002) J Phys Chem B 106:3339 (3) H.Erikson et al., Electrochimica Acta 59(2102)329. AGRADECIMIENTOS:Los autores agradecen a FONCYT proyecto PICT 0074 por el apoyo financiero