Estudios espectroelectroquímicos sobre electrocatalizadores para uso en celdas de combustible

Abstract

Entre los diferentes tipos de celdas de combustible, las más apropiadas para suministrar energía a dispositivos portátiles, vehículos eléctricos y medios de transporte, son las de electrolito polimérico (PEMFCs) y metanol directo (DMFCs) debido a sus bajas temperaturas de trabajo (60-100 ºC) y a su rápida puesta en funcionamiento. Los catalizadores más utilizados en el ánodo de estas celdas son el platino y sus aleaciones. Teniendo en cuenta que la catálisis es un fenómeno de superficies, un aspecto a considerar en el diseño de los catalizadores es que presenten un área superficial elevada. Con este propósito, la fase activa del catalizador se dispersa sobre un soporte conductor, que en este caso es carbón. Sin embargo, el desarrollo de las PEMFCs, desde el punto de vista de los electrocatalizadores, está limitado por el envenenamiento del catalizador del ánodo con CO, el cual está presente como impureza en el gas de reformado que se utiliza como fuente de H2 para estas celdas. Por ello, en la actualidad gran parte de las investigaciones están dirigidas a la preparación de ánodos tolerantes al CO. En presencia de 50-100 ppm de CO en el combustible, las aleaciones de Pt-Ru soportadas en carbón han mostrado una actividad electrocatalítica mayor que el Pt puro. En el caso de las DMFCs, las aleaciones de Pt-Ru soportadas en carbón también han sido ampliamente utilizadas, ya que incrementan la velocidad de oxidación de metanol respecto al Pt, siendo la relación atómica de Pt:Ru de 1:1 la más empleada. El rendimiento en las DMFCs está limitado por varios problemas, tanto de cinética de la reacciones electródicas como de traspaso de metanol a través de la membrana desde el ánodo hacia el cátodo. De hecho, un buen catalizador para el ánodo de estas celdas tiene que combinar una alta actividad hacia la deshidrogenación de metanol con una mejora a la tolerancia del veneno catalítico (CO)