Evaluación de la actividad electrocatalítica de nanoestructuras base paladio soportadas en óxido de grafeno, para la electrooxidación de ácido fórmico
Resumen
En el presente trabajo de investigación, se evaluó la actividad electrocatalítica de nanoestructuras base paladio soportadas en óxido de grafeno (GO), para la reacción de electrooxidación del ácido fórmico (REAF) y metanol (REM), las cuales tiene aplicación en las celdas de combustible (CsC). Las CsC son una opción de generación de energía limpia, eficiente, confiable y de alta eficiencia (40-70%) en comparación con el motor de combustión interna. Actualmente, estos dispositivos electroquímicos tienen presencia en sinnúmero de países, los esfuerzos de infraestructura e investigaciones están enfocados a la obtención de los electrocatalizadores presentes en el dispositivo de ensamblaje de la mono celda ya que se busca garantizar, los tiempos largos de vida útil y bajo costo. La innovación de nuevos compuestos sintetizados a nivel nanométrico con aplicaciones en la generación de energía como una fuente alternativa a los combustibles de origen fósil representa un progreso notable en la tecnología de las CsC. En esta investigación, los nanomateriales fueron sintetizados por el método de impregnación y combustión, empleando Pd y un metal de transición, 10% Pd y 10% M, donde M representa el metal utilizado (Co, Cu o Rh). En una constitución del 20% de los metales y 80% GO como material de soporte. Con el control de los precursores de los metales, el agente reductor y los parámetros de la síntesis se logró evaluar la actividad electrocatalítica para la REAF, a través de la densidad de corriente en estado estacionario. Las nanoestructuras de PdCu/GO y PdCo/GO con una proporción de 1:1 sintetizadas con el método de combustión presentaron la mayor actividad electrocatalítica para la REAF y REM en relación con los demás electrocatalizadores sintetizados y el electrocatalizador comercial. This research evaluated the electrocatalytic activity of palladium-based nanostructures supported on graphene oxide, GO, for the formic acid (FAER) and methanol electro-oxidation reactions (MER), both of which are relevant to applications in fuel cells (FCs). The latter is a sustainable alternative for, clean energy generation, efficient, dependable at usually greater efficiencies (40-70%) compared with internal combustion fossil fuel burning engines. Presently, such electrochemical devices have gained significant attention almost worldwide as can be gathered from numerous research reports and papers, which indicate that considerable financing and infrastructure have been dedicated, although large fractions of them are devoted to development and testing of the electrocatalysts that are the core of the electrochemical devices serving widespread energy-consuming clientele. Naturally, the FCs will need to warrant prolonged service times at the lowest cost possible. Innovation in this field of science and engineering addresses the synthesis of nanometric materials capable of impelling the electrochemical reactions that sustain the fundamental redox reactions on which this technology rests. This investigation focused on the nanomaterial synthesis through the impregnation and combustion methods, using Pd and another transition metal, as in 10% Pd and 10% M, where the capital letter refers to the metal used (Co, Cu or Rh). The proportions used to form the electrocatalysts were 20% alloyed nanoparticles, and 80% GO as support material. Controlling the amounts of metals precursor and reducing agent aided in the electrocatalytic activity evaluation of FAER and MER, through the steadystate current density. PdCu/GO, and PdCo/GO nanostructures in 1:1 ratio that were synthesized with combustion method exhibited the largest electrocatalytic activity for FAER and MER respect to the other synthesized