Estudios combinatorios de electrocatalizadores de reducción de oxígeno basados en paladio para pilas de combustible...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Energía renovable

Sus antecedentes:

• Las pilas de combustible de hidrógeno son clave para los vehículos eléctricos, pero requieren catalizadores eficientes para la reacción de reducción de oxígeno (ORR).
• Los catalizadores actuales basados en platino son caros, lo que requiere el desarrollo de alternativas de bajo costo y alta actividad.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método de cribado de alto rendimiento para identificar electrocatalizadores no platinos prometedores para el ORR.
• Evaluar el rendimiento catalítico de las aleaciones binarias de paladio-cobre (Pd-Cu) para aplicaciones de pilas de combustible.

Principales métodos:

• Síntesis combinatoria de electrodos de película delgada Pd-Cu mediante pulverización por magnetrón.
• Evaluación rápida de la actividad ORR mediante mediciones de electrodo de disco rotativo (EDR) en electrodos de disco de carbono de vidrio reemplazables.
• Síntesis y caracterización de nanopartículas de PdCu apoyadas en el carbono.

Principales resultados:

• La aleación Pd50Cu50 demostró la mayor actividad ORR entre nueve composiciones Pd-Cu.
• Las nanopartículas de PdCu exhibieron 3 veces la actividad específica de la masa y 2,5 veces la actividad específica de la superficie en comparación con Pd/C.
• PdCu/C mostró una excelente durabilidad con cambios potenciales mínimos después de ciclos extensos.

Conclusiones:

• Un enfoque combinatorio permite una selección eficiente de aleaciones binarias y ternales para electrocatalizadores de pila de combustible.
• Las aleaciones de PdCu representan alternativas prometedoras y rentables al platino para la catálisis ORR.
• Esta metodología puede acelerar el descubrimiento de electrocatalizadores avanzados para tecnologías de energía limpia.