Sintésis de catalizadores catódicos de aleaciones de paladio, hierro e iridio, para su posible utilización en pilas de combustible de baja temperatura

摘要

RESUMENudEn esta investigación se trabajó con catalizadores catódicos soportados sobre carbones, con el objeto de comprobar su posible utilización en pilas de combustible de baja temperatura que utilicen metanol y etanol como combustible, y de esta manera proponer un catalizador con alta durabilidad y difícil de contaminación con ambos alcoholes minimizando los efectos del crossover. En el estudio se realizaron síntesis de aleaciones binarias de PdFe soportados sobre carbón Vulcan XC-72 y xerogeles de carbono (Cx), y una aleación ternaria de PdFeIr soportado sobre carbón Vulcan. Todos los catalizadores se sintetizaron utilizando el método de reducción con borohidruro. A los catalizadores de PdFe se les realizó un posterior tratamiento térmico a las temperaturas de 300°C, 500°C y 700°C. Todos los catalizadores se caracterizaron fisicoquímicamente utilizando las técnicas de Energía Dispersiva de Rayos X (EDX) y Difracción de Rayos X; y luego se caracterizaron electroquímicamente utilizando la voltamperometría cíclica y el disco rotatorio (RDE) como técnicas de análisis. Con el fin de comprobar su tolerancia al metanol y etanol, se realizaron soluciones a concentraciones de 0.5M, 1M, 2M y 3M de ambos alcoholes llevadas a volumen con ácido sulfúrico 0.5 M como electrolito de fondo. Con los resultados obtenidos se comprobó que el tratamiento térmico de todos los catalizadores, influye considerablemente en el tamaño de partícula del catalizador, lo cual ocasionó una disminución en la generación de corriente eléctrica en la Reacción de Reducción de Oxígeno en presencia de metanol o etanol; sin embargo, los catalizadores soportados sobre carbón Vulcan XC-72 presentan una mayor tolerancia al metanol que los soportados sobre xerogeles de carbono, debido a que la disminución en la generación de corriente de ellosudfue menor. Siendo el catalizador de PdFe/Vulcan XC-72 tratado a 300ºC, el que presentó los mejores resultados, obteniéndose una generación de corriente de 0.38 mA en la RRO en presencia de metanol. Por lo anterior, se recomienda continuar la investigación en una monocelda de combustible experimental con los catalizadores con mejores resultados