Abstract:
En este trabajo se sintetizaron nanoestructuras de PdxNiy y PdxRhy como alternativas al empleo de Pt en materiales de electrodo en la reacción de reducción de oxígeno para celdas de combustible de membrana de intercambio protónico. Los sistemas bimetálicos base Pd se sintetizaron mediante una reacción de desplazamiento de ligandos de precursores organometálicos en presencia de H2. Para estabilizar las nanopartículas se emplearon ligandos de coordinación débil, como las aminas (tetradecilamina y hexadecilamina) y un estabilizante clásico (polivinilpirrolidona). Mediante dispersión dinámica de luz y microscopía electrónica de transmisión se determinó que las nanopartículas bimetálicas sintetizadas tienen tamaños de partícula promedio menores a 10 nm. Los sistemas estabilizados con PVP presentaron mejor dispersión y mayor monodispersidad en el tamaño de partícula que los estabilizados con ligandos. Para corroborar el contenido metálico y la relación molar de Pd/Rh en los sistemas de PdxRhy se utilizó la técnica de espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente, obteniéndose las razones molares esperadas; mientras que el contenido metálico y la relación molar de Pd/Ni en los sistemas de PdxNiy se comprobó mediante espectroscopía de energía dispersiva de rayos-x, obteniéndose un contenido de Pd respecto al Ni mayor al esperado. Mediante espectroscopía IR por transformada de Fourier se comprobó la presencia de los estabilizantes en los productos posterior a los lavados de los sistemas coloidales y el tipo de interacción que tiene con la nanopartícula metálica. Por otro lado, la evaluación de los materiales como electrocatalizadores en la reacción de reducción de oxígeno se realizó en una celda convencional de tres electrodos mediante voltametría cíclica y curvas de polarización lineal con un electrodo de disco rotatorio a diferentes velocidades de rotación. Se comprobó que la combinación del Pd con el Rh, mejora su desempeño electrocatalítico en la reacción de reducción de oxígeno, obteniéndose densidades de corriente de intercambio un orden de magnitud mayores que las nanoestructuras de Pd puro sintetizadas.
