Estudio de la oxidación de metanol sobre catalizadores Au@ Ptx núcleo-envolvente utilizando espectroscopia de impedancia electroquímica

Abstract

El acelerado consumo de los combustibles fósiles así como su impacto ambiental, ha llevado a buscar formas alternativas de energía tal es el caso de las celdas de combustible que presentan eficiencias de hasta el 60% y además son amigables con el medio ambiente. De particular interés las de metanol directo (DMFC), ya que el metanol es fácil de manejar transportar y es económicamente viable; sin embargo presentan algunos inconvenientes que limitan su aplicación: la reacción de oxidación de metanol (MOR) presenta una cinética lenta, por ello se emplea patino (Pt) como catalizador el inconveniente del Pt es su elevado costo y su susceptibilidad al envenenamiento por CO, uno de los intermediarios de reacción. En este trabajo se evalúa la actividad catalítica de nanopartículas (NPs) de Pt y del tipo core-shell, núcleo de oro y envolvente variable de platino soportados en carbón Vulcan XC-72R para la MOR. Para la caracterización física se empleó espectroscopia Ultravioleta-Visible (Uv-Vis), Difracción de Rayos X (DRX) y microscopia electrónica de barrido-transmisión (STEM), se encontró que las NPs presentan estructura cristalina, forma cuasi-esférica, con una dispersión de tamaño uniforme. A través Voltamperometria Cíclica (VC) y Cronoamperometría (CA) se encontró que el catalizador Au@Pt1/C presenta el mejor comportamiento para la MOR. Debido a que la Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS) permite separar distintas contribuciones electroquímicas que ocurren durante la MOR, y a través del ajuste de los espectros mediante circuitos equivalentes (utilizados para modelar la respuesta de impedancia) se obtuvieron parámetros como: Rtc, R1 y R2, asociadas a las resistencias de distintos procesos, en donde la respuesta de cada una de éstas se ve influenciada por el tipo de catalizador, así como del potencial aplicado.