Síntesis y caracterización de electrocatalizadores anódicos para celdas de combustibles de metanol y etanol alcalinas - Espinoza J., Stephanie G.; Caballero Manrrique de Sánchez, Griselda (Panamá : Universidad, 2019)
El platino tiene la mayor actividad catalítica para la reacción de oxidación de metanol (MOR) tanto en medios ácidos como alcalinos. No obstante, muchas investigaciones tienen como objetivo la síntesis de nuevos catalizadores anódicos que sustituyan al Pt o disminuyan su contenido obteniendo propiedades similares para la oxidación de metanol o de etanol a un menor coste. En medios alcalinos el uso de Pt aleado con Ni o Pd ha demostrado propiedades mejoradas, lo cual se explica en función de la formación de especies hidroxiladas de estos metales. En este trabajo se propuso la síntesis y caracterización de electrocatalizadores de PtPdNi, soportados carbón Vulcan XC-72R. Los catalizadores fueron preparados por un método químico de impregnación-reducción con borohidruro de sodio en medio acuoso, sin estabilizadores de Pt y Pd. Se utilizó voltamperometría cíclica para caracterizar a los catalizadores y analizar los parámetros electroquímicos fundamentales en las reacciones de oxidación de metanol y etanol en medio KOH 1,0M. Se analizaron las variables: pH de las soluciones durante la síntesis, precursores de níquel y proporción de los precursores de Pt, Pd y Ni. Los resultados obtenidos demuestran que de los dos precursores de níquel usados (NiCl2 y NiSO4) el mejor precursor es NiCl2. Un aumento en la proporción de Pd y Ni, al doble respecto a Pt, permitió obtener corrientes de oxidación de los alcoholes mayores que las observadas en un catalizador comercial de Pt/C. Las modificaciones realizadas al procedimiento de síntesis de los catalizadores resultaron en una actividad catalítica muy similar o mejor que en Pt/C comercial al comparar su desempeño para la oxidación de metanol y etanol en medio básico en celda de tres electrodos a temperatura de 25ºC. El potencial de inicio de la oxidación de metanol en medio básico de PtPdNi/C 1:22 es de -0,59V y de la oxidación de etanol es de -0,67 V vs Ag/AgCl(sat), en ambos casos muy cercano al de Pt/C comercial que es de -0,62 V y -0,65V para la oxidación de metanol y de etanol respectivamente. La caracterización preliminar por DRX mostró picos a valores aproximados de 40º, 46º, 68º y 81º que se pueden asignar a los planos (111), (200) y (311), los cuales son consistentes con la estructura cúbica entrada en las caras (fcc) de Pt y Pd cristalino. Además, se logró una reducción del contenido de platino y un efecto sinérgico debido a la adición de níquel.
"Tesis para optar por el grado de Licenciatura en Química". -- Página del título.
Keywords: REACCIONES QUIMICAS; CATALIZADORES; CELDAS ELECTROLITICAS; CELDAS DE COMBUSTIBLE; METANOL COMO COMBUSTIBLE; ALCOHOL COMO COMBUSTIBLE; QUIMICA ANALITICA; QUIMICA -- TESIS Y DISERTACIONES ACADEMICAS