Hidróxido de hierro dispersado atómicamente anclado en Pt para la oxidación preferente de CO en H2

Área de la Ciencia:

• Catálisis
• Ciencias de los materiales
• La electroquímica

Sus antecedentes:

• Las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC) son prometedoras para aplicaciones de energía limpia.
• El envenenamiento del catalizador por monóxido de carbono (CO) en el combustible de hidrógeno dificulta la eficiencia de la PEMFC.
• La purificación de hidrógeno a bordo mediante la oxidación preferencial de CO (PROX) es un desafío clave.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un catalizador altamente activo y selectivo para la eliminación de CO en el hidrógeno.
• Permitir una oxidación eficiente del CO en un amplio rango de temperaturas para el funcionamiento del PEMFC.
• Para abordar los problemas de envenenamiento por catalizadores en la tecnología de celdas de combustible.

Principales métodos:

• Deposición selectiva de hidróxido de hierro dispersado atómicamente en nanopartículas de platino (Pt) soportadas por sílice.
• Mediciones in situ de la estructura fina de absorción de rayos X (XAFS).
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT).

Principales resultados:

• Se ha conseguido una eliminación completa y selectiva del CO al 100% mediante PROX en el intervalo de temperaturas de 198 a 380 K.
• Demostró una actividad específica de masa 30 veces mayor que los catalizadores convencionales de Pt/óxido de hierro.
• Se han identificado racimos de Fe1 (OH) x anclados en nanopartículas Pt como sitios interfaciales activos.

Conclusiones:

• El hidróxido de hierro dispersado atómicamente en nanopartículas Pt representa una nueva clase de catalizadores altamente activos.
• Los complejos aislados de metales de transición ofrecen estrategias innovadoras para el diseño de catalizadores.
• Este enfoque mejora la purificación de CO para mejorar el rendimiento y la durabilidad de los PEMFC.