Complejos organometálicos anclados al carbono conductor para la oxidación electrocatalítica del metano a baja...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• Las pilas de combustible de metano directo (DMEFC) ofrecen una conversión eficiente de energía del gas natural.
• La mejora de la electrooxidación del metano es clave para el avance de la tecnología DMEFC.
• El funcionamiento a baja temperatura es deseable para aplicaciones prácticas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar nuevos complejos organometálicos de platino para la electrooxidación del metano.
• Para anclar estos complejos en el carbono mesoporoso ordenado (OMC).
• Para evaluar su rendimiento en pilas de combustible de membrana de intercambio de protones a 80 °C.

Principales métodos:

• Síntesis de complejos organometálicos de platino bien definidos.
• Anclaje covalente de los complejos en el carbono mesoporoso ordenado (OMC).
• Caracterización electroquímica mediante la voltametría cíclica y la cronoamperometría.
• Análisis químico de la superficie mediante espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS).

Principales resultados:

• Se ha alcanzado una densidad de potencia normalizada máxima de 403 μW/mg Pt.
• El rendimiento del catalizador fue 5 veces mayor que el de los catalizadores comerciales y 2 órdenes de magnitud mayor que el Pt black.
• El análisis de XPS reveló una química de catalizador distinta que se correlacionaba con las diferencias de actividad.

Conclusiones:

• Los catalizadores de platino desarrollados exhiben un rendimiento superior para la oxidación del metano en DMEFC.
• Las relaciones química-actividad proporcionan una estrategia de diseño para electrocatalizadores de activación de enlaces C-H.
• Este trabajo presenta una vía viable para la comercialización de DMEFC de alto rendimiento.