Una investigación de RMN de la tolerancia al CO en un catalizador de pila de combustible Pt/Ru

Área de la Ciencia:

• La electroquímica es electroquímica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La catálisis de la catálisis.

Sus antecedentes:

• La electro-oxidación del metanol es crucial para la tecnología de celdas de combustible.
• Los catalizadores de platino son ampliamente utilizados, pero son susceptibles al envenenamiento por CO.
• Se sabe que el rutenio promueve la tolerancia al CO en los catalizadores a base de platino.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el papel del rutenio en la promoción de la electro-oxidación del metanol sobre los catalizadores de platino a nanoescala.
• Para dilucidar la interacción entre el CO y las superficies de platino / rutenio utilizando técnicas avanzadas.
• Comprender el mecanismo de la mayor tolerancia al CO en los catalizadores Pt/Ru.

Principales métodos:

• Aplicación combinada de RMN electroquímico en estado sólido (RMNEC), voltametría cíclica (CV) y generación de corriente potencial.
• Análisis de las especies de CO en catalizadores de platino y aleación de platino y rutenio a nanoescala.
• Caracterización espectroscópica y electroquímica de las interacciones superficiales del catalizador.

Principales resultados:

• Evidencia de dos poblaciones distintas de CO: en puro Pt y en las islas Pt/Ru.
• CO en Pt/Ru exhibe resonancias de RMN desplazadas, relajación de Korringa más débil y difusión de superficie activada térmicamente.
• No se observó un intercambio rápido entre las dos poblaciones de CO.
• El rutenio debilita el enlace Pt-CO, aumentando la tasa de oxidación del CO.

Conclusiones:

• El enfoque combinado de EC NMR/electroquímica ofrece nuevos conocimientos sobre la promoción de catalizadores.
• La promoción del rutenio de la tolerancia al CO en los catalizadores de pila de combustible Pt / Ru se explica mecánicamente.
• Esta metodología proporciona una nueva ruta para investigar la promoción en la catálisis heterogénea.