| dc.description.abstract | RESUMEN: En el presente trabajo de investigación se llevó a cabo la síntesis de electrocatalizadores de platino soportado en biocarbón (Pt/C BaA) y sus caracterizaciones física y electroquímica, así como de biocarbón puro, para la reacción de evolución de hidrógeno (HER por su siglas en inglés) y reducción de oxígeno (ORR por sus siglas en inglés) en medio alcalino. Los electrocatalizadores fueron sintetizados utilizando la técnica a de reducción química por medio de borohidrocarburo de sodio (NaBH4). El valor nominal de Pt fue de 20% wt respecto al soporte de biocarbón. Se caracterizaron los catalizadores sintetizados con platino y 3 biocarbones puros (BaA, BaC y BaD). Con fines comparativos se caracterizó también platino comercial soportado en carbón vulcan. Se utilizaron las técnicas fisicoquímicas de DRX y Raman para determinar coposición, morfología y estructura de las muestras; y voltamperometría cíclica y lineal con electrodo de disco rotatorio (RDE por sus siglas en inglés) para determinar la actividad electrocatalítica. Los resultados de las caracterizaciones indicaron que el biocarbón BaA mostró actividad electrocatalítica en la ORR, presentando una densidad de corriente de -2 mA/cm2 @ 0.4 V a una velocidad de rotación de 2500 rpm, con mesetas difusionales no complementamente horizontales, esto se atribuye a la estructura porosa que se observó en SEM. La respuesta obtenida es adecuada considerando que el biocarbón no está conformado po ningún metal noble, lo que reduce el costo de los dispositivos. En la HER no se presentó actividad catalítica ya que los carbones no presentan sitios activos para la adsorción de los protones. El electro catalizador Pt/C BaA sintyetizado presentó la mejor actividad en la ORR y en la HER, ya que, en la ORR se observaron mesetas horizontales bien definidas en la zona difusional, mejorando la actividad respecto al Biocarbón puro. Para la HER, el electrocatalizador preentón un comportamiento similar al del Pt/C al 20% w comercial y Pt/C vulcan sintetizado, aunque xon menor eficiencia, ya que éste demanda más potencial para la densidad de correinte 10 mA/cm2. Al analizar 3el contenido de Pt en el matyerial, se observó por análisis químico EDS un 17% w, lo cual es congruente con el 20% w nominal de las síntesis. Los otros dos bicarbones (BaaC y BaD) no presentaron actividad ya que no se dispersaron bien y no se pudo hacer la película delgada para su análisis, esto se atribuye a la estructura porosa y grupos funcionales que contienen. ABSTRACT: In the present research work, the synthesis of platinum-supported electrocarriers in biocarbon (Pt / C BaA) and their physical and electrochemical characterizations, as well as pure biocarbon, for the hydrogen evolution reaction (HER by its acronym in English) and oxygen reduction (ORR) in alkaline medium. Electrocatalysts were synthesized using chemical reduction technique a by means of sodium borohydrocarbon (NaBH4). The nominal Pt value was 20% wt with respect to the biocarbon support. Catalysts synthesized with platinum and 3 pure biocarbons (BaA, BaC and BaD) were characterized. For comparative purposes, commercial platinum supported on vulcan coal was also characterized. The physicochemical techniques of DRX and Raman were used to determine coposition, morphology and structure of the samples; and cyclic and linear voltammetry with rotary disk electrode (RDE) to determine electrocatalytic activity. The results of the characterizations indicated that the BaA biocarbon showed electrocatalytic activity in the ORR, presenting a current density of -2 mA / cm2 @ 0.4 V at a rotation speed of 2500 rpm, with diffusional plateaus not completely horizontal, this is attributed to the porous structure that was observed in SEM. The response obtained is adequate considering that the biocarbon is not formed by any noble metal, which reduces the cost of the devices. In the HER there was no catalytic activity since the carbons do not have active sites for the adsorption of the protons. The synthesized Pt / C BaA electro catalyst showed the best activity in the ORR and in the HER, since, in the ORR, well-defined horizontal plateaus were observed in the diffusion zone, improving the activity with respect to pure Biocarbon. For the HER, the electrocatalyst has a behavior similar to that of commercial 20% Pt / C and synthesized vulcan Pt / C, although less efficient, since it demands more potential for the density of 10 mA / cm2. When analyzing the Pt content in the material, 17% w was observed by chemical analysis EDS, which is consistent with the nominal 20% w of the syntheses. The other two bicarbones (BaaC and BaD) did not show activity since they did not disperse well and the thin film could not be made for analysis, this is attributed to the porous structure and functional groups they contain. | |
