Síntesis y evaluación de Pd-Ru como electrocatalizador para la reacción de reducción de oxígeno

Abstract

Se sintetizó el electrocatalizador Pd-Ru 1:1 por aleado mecánico de alta energía, obteniéndose a 30 horas de molienda, una aleación, caracterizada estructural y morfológicamente por difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido, observándose aglomerados de partículas con estructura lamelar, morfología irregular y cristalitas entre 4-10 nm. La actividad electrocatalítica del material hacia la reacción de reducción de oxígeno, se evaluó por la técnica de electrodo disco rotatorio en una solución 0.5 M de H₂SO₄, obteniéndose una transferencia multielectrónica global de 4e- para la formación de agua. Del análisis convencional de Tafel se determinó un orden de reacción de ∼1 y los parámetros cinéticos tales como, pendiente de Tafel de -108.8 mV dec-₁, coeficiente de actividad de 0.544 y corriente de intercambio de 1.05 x 10-₆ mA cm-₂. Por lo anterior, la aleación de Pd-Ru obtenida, puede ser una opción viable como electrocatalizador para el cátodo de una celda de combustible.

Pd-Ru 1:1 electrocatalyst was synthesized by high energy mechanical alloying, obtaining an alloy at 30 hours of milling, characterized structural and morphological by X-ray diffraction and scanning electron microscopy, observing particles agglomerates with a lamellar structure, irregular morphology and crystallites between 4-10 nm. The electrocatalytic activity towards the oxygen reduction reaction was evaluated by the rotating disc electrode technique in a 0.5 M H₂SO₄, obtaining a global multielectronic transfer of 4e- for the water formation. From the Tafel analysis was determinate a reaction order of ∼1 and kinetic parameters such as, Tafel slope of -108.8 mV dec-₁, activity coefficient of 0.544 and exchange current of 1.05 x 10-6 mA cm- 2. So that the Pd-Ru alloy obtained, may be a viable option as an electrocatalyst for the cathode of fuel cells.