Electrocatalizadores de rutenio-níquel, hierro-cobalto y óxidos tipo perovskitas, hierro, cobalto y manganeso, para la oxidación de etanol

Abstract

En el presente trabajo, se estudió la reacción de oxidación de etanol (ROE), usando electrocatalizadores de rutenio-níquel (Ru-Ni), hierro-cobalto (Fe-Co) y óxidos tipo perovskitas (LaFeO3, LaMnO3 y LaCoO3), sintetizados mediante combustión y coprecipitación. Se caracterizaron diversas propiedades de los catalizadores mediante diversas técnicas como: difracción de rayos X (XRD, X-Ray Diffraction), se observó la formación de la estructura policristalina para los diferentes catalizadores y aplicando la ecuación de Scherrer se determinó el tamaño de cristalito para cada uno, obteniendo el mayor tamaño en la aleación Fe-Co (sintetizada con nitratos por coprecipitación) con un valor de 51.74 nm y arrojando 14.94 nm como el menor tamaño correspondiente a la perovskita LaFeO3 (por combustión). Con microscopías electrónicas de barrido y transmisión (SEM y TEM, Scanning and Transmission Electron Microscopies), se mostró la morfología de cada uno de los catalizadores notando que la predominación en su mayoría son de aspecto de aglomerados con diversos tamaños; por medio de las técnicas de análisis térmico diferencial (DTA, Differential Thermal Analysis) y análisis termogravimétrico (TGA, Thermogravimetry) se realizaron estudios de la evolución de las propiedades de los electrocatalizadores cuando son sometidos a un tratamiento térmico, mostrando que los catalizadores tipo perovskita (LaFeO3, LaMnO3 y LaCoO3) no muestran cambios significativos, es decir, que sus propiedades no cambian al aplicarles altas temperaturas, mientras que, los catalizadores Fe-Co y Ru-Ni si tienden a cambiar su estructura al ser llevados a temperaturas superiores a 400 °C (formando óxidos); con la técnica de fisisorción de nitrógeno se obtuvo la superficie específica (área BET), tamaño y volumen de poro de los electrocatalizadores, siendo los catalizadores de mayor y menor área específica el LaMnO3 (por coprecipitación) y Fe-Co (con nitratos por coprecipitación) de 74.1206 y 2.46 11 m2g-1, respectivamente. Mientras que, por técnicas electroquímicas, como: voltamperometría cíclica (VC) y cronoamperometría (CA), se estudió la reacción de oxidación de etanol (ROE) y con ello se obtuvo la densidad de corriente anódica (jss) en estado estacionario, evaluando así la actividad catalítica de los electrocatalizadores.