Preparación y caracterización de electrocatalizadores Pt-Ni/C y PtRu(Ni)/C por método químico y electroquímico y su aplicación en la oxidación de metanol y etanol en medio ácido

La escasez de depósitos de combustibles fósiles aumenta con el tiempo, al igual que la demanda energética; sumado a esto, el impacto negativo que provocan estas sustancias al medio ambiente, ha motivado a los investigadores, a nivel mundial, a buscar soluciones que impliquen otras fuentes alternati...

Descripción completa

Autor Principal: Sánchez V., John M.
Formato: Tesis
Idioma: Español
Publicado: 2019
Materias:
Acceso en línea: http://up-rid.up.ac.pa/5725/
http://up-rid.up.ac.pa/5725/1/john_sanchez.pdf
Sumario: La escasez de depósitos de combustibles fósiles aumenta con el tiempo, al igual que la demanda energética; sumado a esto, el impacto negativo que provocan estas sustancias al medio ambiente, ha motivado a los investigadores, a nivel mundial, a buscar soluciones que impliquen otras fuentes alternativas de energía. En tal sentido, las celdas de combustible constituyen una alternativa tecnológica eficiente y ecológicamente amigable para la generación de electricidad. Las celdas de combustible de metanol directo (DMFC) y etanol directo (DEFC) tienen múltiples aplicaciones en el transporte, la industria y en tecnologías portátiles. En esta investigación se sintetizaron electrocatalizadores de PtNi/C y PtRu(Ni)/C soportados en carbón Vulcan XC72R, utilizando el método de reducción química con NaBH4 para reducir el Ni a partir del precursor NiCl2 ∙6 H2O y etilenglicol para reducir el Pt del precursor H2PtCl6 a pH de 7-8. Los mejores catalizadores de PtNi/C se utilizaron para preparar catalizadores de PtRuNi/C por deposición espontánea de especies de rutenio en solución de RuCl3. Las variables objeto de estudio fueron la proporción de Pt:Ni en masa, la cantidad de soporte de Carbón Vulcan XC72R y la temperatura de secado del níquel sobre carbón. Para estudiar las características de los electrocatalizadores obtenidos se utilizaron métodos electroquímicos: cronoamperometría, la voltamperometría lineal y la voltamperometría cíclica, las cuales permitieron obtener el área electroquímicamente activa relativa (ECSA) y los potenciales característicos de la oxidación del CO, metanol y etanol en medio ácido. Se caracterizaron mediante difracción de rayos X a los catalizadores que presentaron mejores características para las reacciones estudiadas. Se obtuvo un catalizador de PtRu(Ni)/C con proporción de 3:1, que para la prueba de stripping de CO, su potencial de inicio fue de 0,272V, en comparación con un catalizador comercial de PtRu/C 20 % cuyo potencial de inicio fue de 0,220V. El tamaño de los cristalitos de estos catalizadores está en el rango de 3,0 nm.