Síntesis y caracterización electroquímica de electrocatalizadores de PtSn (Cu)/C y la aplicación en la oxidación de metanol en celdas de combustibles - Abrego, Frank Kevin; Caballero Manrrique de Sánchez, Griselda (Panamá : Universidad, 2019)
El desarrollo de la electroquímica ha permitido ofrecer una alternativa ambientalmente limpia, capaz de disminuir la problemática de la quema de combustibles fósiles, conocida como "celda de combustible", abreviada FC por sus siglas en inglés (fuel cell). Estas celdas constituyen un dispositivo prometedor para la producción de energía. Un obstáculo en su comercialización masiva es el alto coste de los catalizadores de platino, usado tanto en el ánodo como el cátodo de las FC. Esta investigación se propuso preparar catalizadores tipo core- shell de PtSn sobre núcleo de Cu soportados en carbón Vulcan XC-72R, abreviados PtSn(Cu)/C, usando dos vías electroquímicas: deposición potenciostática de Cu e intercambio galvánico del núcleo por Pt y luego por Sn, usando rotación del electrodo de disco rotatorio (RDE) a 100 rpm . Las variables estudiadas en la síntesis fueron el potencial de deposición del núcleo de Cu y el tiempo de deposición espontanea de estaño sobre Pt. Durante las etapas de síntesis se realizó la caracterización electroquímica mediante técnicas como cronoamperometría usando RDE1 voltamperometría cíclica y voltamperometría líneal, que permitieron determinar la eficiencia en la deposición del cobre y el área electroquímicamente activa (ECSA) con base a la determinación de las áreas en la región de adsorción desorción de hidrógeno sobre Pt. Se utilizó la reacción de oxidación de metanol en medio ácido, para determinar los potenciales característicos de inicio de la oxidación de metanol y el potencial de pico anódico en cada uno de los catalizadores de PtSn(Cu)/C. .preparados. Los resultados obtenidos son prometedores porque permitieron obtener catalizadores polimetálicos de Pt(Cu)/C y PtSn(Cu) soportados en carbón disminuyendo el contenido de Pt por la adición de metales más baratos como el Cu y Sn cuyas características son de estructura core-shell de acuerdo a los estudios voltamperométricos. Los mejores fueron los obtenidos a partir de Cu depositado en un rango de potencial entre -0,08 y -0,12V porque promueven el intercambio galvánico por Pt y por especies de óxidos y/o hidróxidos de Sn, sobre Pt. La oxidación de metanol sobre PtSn(Cu)/C mostró potenciales de inicio de oxidación entre 0,0 y 0,050 y vs Ag/AgCI (sat), los cuales son más bajos que los obtenidos sobre Pt(Cu)/C y PtRu/C comercial, además presentan mayores corrientes específicas que os obtenidos sobre Pt(Cu)/C y sobre PtRu/C comercial.
"Trabajo de graduación presentado a la Facultad de Ciencias Naturales, Exactas y Tecnología para optar por el título de Licenciado en Química". - Página de título.
Keywords: ANALISIS ELECTROQUIMICO; ELECTROCATALISIS; CATALIZADORES; CATALISIS; REACCION DE OXIDACION-REDUCCION; CELDAS DE COMBUSTIBLE; METANOL COMO COMBUSTIBLE -- INVESTIGACIONES; QUIMICA -- TESIS Y DISERTACIONES ACADEMICAS