Catalizadores anódicos de platino-molibdeno para celdas de combustible de etanol directo [recurso electrónico] / Harvey Daniel Herrera Méndez

Tesis (Maestría en Ciencias en Energía Renovable) .-- Centro de Investigación Científica de Yucatán, 2010.

Las celdas de combustible de etanol directo (DEFC) son dispositivos que transforman la energía química del etanol de forma directa en electricidad, debido a una reacción de electroxidación catalizada generalmente por un catalizador basado en platino. El mecanismo de reacción es complejo, ya que está involucrada la transferencia de 12 electrones en una serie de reacciones paralelas y sucesivas. Se forman varios intermediarios que se adsorben fuertemente en la superficie del platino y reducen la cantidad de sitios disponibles catalíticamente activos. La adición de metales promotores puede facilitar la oxidación de los intermediarios adsorbidos, liberando la superficie del platino. Algunos óxidos y bronces de molibdeno pueden presentar actividad promotora debido al efecto de difusión superficial (spillover) y al efecto bifuncional. En el presente trabajo se evalúan electrocatalizadores de PtMo soportados en carbón con contenidos de fase activa de 20 por ciento. Se estudiaron tres relaciones atómicas Pt:Mo: 1:1, 7:3 y 3:1; además de los materiales de referencia Pt/C y Mo/C. Las muestras se prepararon por el método de reducción de sales precursoras de los metales con disoluciones de ácido fórmico. Los materiales se caracterizaron electroquímicamente por las técnicas de voltamperometría cíclica, voltamperometría de muestreo de corriente, adsorción-oxidación de CO y espectroscopía de impedancia electroquímica. La caracterización física se hizo por microscopía electrónica de barrido (SEM), análisis elemental por rayos X retrodispersados (EDX) y difracción de rayos X (DRX). Las pruebas de EDX-SEM muestran que la proporción atómica entre Pt y Mo es similar a la nominal propuesta, y que la distribución de las partículas metálicas en el soporte es homogénea. Con base de los resultados de DRX, se calculó un tamaño de cristalito de entre 3.8 y 5.6 nm. Las pruebas electroquímicas revelan que la muestra Pt7Mo3/C tiene mejor actividad catalítica para la oxidación del etanol en el ánodo de la celda debido al efecto bifuncional, aumentando la densidad de corriente con una menor carga de platino y disminuyendo el sobrepotencial de inicio.