Síntesis y evaluación cinética de electrocatalizadores anódicos de celdas de combustible H2/O2

Abstract

La celda de combustible es el dispositivo más prometedor para producir energía limpia. Estos transforman la energía química almacenada en un combustible determinado, en energía eléctrica. En las celdas de combustible de tipo el H2/O2, el hidrógeno se oxida en el ánodo, generando iones H + y electrones. En este sentido el Pt ha demostrado ser el catalizador más eficaz para la oxidación del hidrógeno, aunque su actividad electrocatalítica disminuye cuando el H2 utilizado contiene CO, incluso unas pocas partes por millón de CO producen una degradación sustancial en el rendimiento de la celda. Por esta razón, gran cantidad de autores están trabajando en el desarrollo de nuevos materiales resistentes a la contaminación con CO. Especial atención se ha prestado a los electrodos bimetálicos, compuestos por Pt con otro metal con alto caracter oxifílico (como son el Ru, Sn, Mo, etc.), siendo la función de este segundo metal la de promover la oxidación de monóxido de carbono. Los estudios realizados en esta tesis, vinculan numerosos aspectos relacionados con la cinética de la reacción de oxidación de hidrógeno (hor) con el fin de proporcionar algunos conocimientos generales relacionados con la mejora y el aumento del rendimiento del electrodo anódico de una celda de combustible que funciona con hidrógeno.

Fuel Cells are the most promising element to produce clean energy. They transform the chemical energy, stored in a certain fuel, into electrical energy. In the H2/O2 Fuel Cells, at the anode a catalyst oxidises hydrogen, generating H+ ions and electrons. Although Pt has been proven to be the most eective catalyst for hydrogen oxidation, it decreases its electrocatalytic activity when the fuel gas contains CO. Even a few parts per million of CO produce a substantial degradation in the Fuel Cell performance. In this sense many authors are working in the development of a new material resistant to CO poisoning. Special attention have been paid to the bimetallic electrodes, composed by Pt with another oxyphilic metal (i.e. Ru, Sn, Mo, etc.). The role of this second metal is to promote the carbon monoxide oxidation. The studies carried out in this thesis, involved many aspects related with the kinetic of the hydrogen oxidation reaction (hor) in order to provide some general knowledge related with the improvement and the increased of the performance of the anodic electrode of a Fuel Cell operating with hydrogen.