Estudio de procesos electrocataliticos sobre electrodos nanoestructurados

Abstract

La investigación y el desarrollo de celdas de combustible han crecido en los últimos años conforme a la demanda mundial de energía. En particular, la nanotecnología se ha convertido recientemente en uno de los campos de vanguardia en esta área. Las nanopartículas metálicas (NPs) han generado un interés notable en catálisis y electrocatálisis, debido a que poseen una gran área superficial y una mayor contribución de sitios particularmente activos que favorecen determinados procesos electrocatalíticos En esta tesis se discute fundamentalmente el efecto que generan las superficies nanoestructuradas en distintas reacciones de interés en electrocatálisis. Para ellos se analizan los ensambles superficiales entre sustratos metálicos, centrando la atención en sistemas mixtos Pt/Au En particular, se realizó un estudio detallado del proceso de electro-oxidación de ácido fórmico en superficies Pt/Au generadas por deposición espontanea de átomos de Au sobre Pt policristalino. Utilizando técnicas electroquímicas y FTIR in situ se trató de vincular las modificaciones estructurales con la mejora de la corriente faradáica en el mencionado proceso Por otro lado, se sintetizaron NPs metálicas de tamaños menores a los 10 nm Mediante diversas técnicas de caracterización se trató de establecer de qué manera afectan las condiciones de síntesis, el tamaño y las propiedades finales de las NPs. Estas dispersiones se utilizaron para generar superficies que sean aplicables como electrodos en reacciones electrocatalíticas fundamentales en celdas de combustibles y vincular las mejoras en las mismas con la estructura superficial de los materiales nanoestructurados Así mismo se desarrollaron diferentes materiales basados en Pt y Au para evaluar su comportamiento frente a la reacción de electroxidación de ácido fórmico y poder relacionar estos resultados con los obtenidos en la superficie de Pt con depósitos espontáneos de átomos de Au.