Catalizadores para la Reacción de Electrooxidación de Amoniaco: Estudio con Diferentes Concentraciones de NH_4OH

Resumen

Las celdas de combustible son dispositivos electroquímicos que convierten directamente la energía química proveniente de una reacción en energía eléctrica. La búsqueda de un combustible limpio, sustentable y con alta energía ha llevado a la creciente consideración de combustibles basados en nitrógeno, como el amoníaco.
El amoníaco líquido se puede almacenar en grandes tanques a temperatura ambiente de forma seguro como los actuales combustibles fósiles. Cada año se producen más de 200 millones de toneladas de amoníaco y se distribuyen a nivel mundial a través de tuberías, y camiones cisterna lo que hace que el amoníaco esté disponible y sea barato.
El platino (Pt), es el catalizador por excelencia en las celdas de combustible debido a su alta electroactividad. Sin embargo, este metal precioso no es abundante en la naturaleza y su costo es elevado, lo que provoca que el desarrollo de celdas de combustible no sea comercialmente atractivo (Cespedes et al., 2016). El Departamento de Energía de EE. UU. (DoE) ha estimado que para hacer un uso masivo de las celdas el precio debería reducirse a unos 40 USD/kW en sistemas de 80 kW (Qaseem et al., 2016). Para reducir el costo asociado con el uso de Pt se sintetizan catalizadores nanoestructurados, aumentando así en gran medida la superficie específica y el número de átomos que se encuentran en la superficie del catalizador. Además, el Pt se suele combinar con otros elementos para potenciar su actividad catalítica (Zhong et al., 2013). La actividad catalítica de los materiales a preparar depende fuertemente del método de síntesis a implementar, ya que puede controlar el tamaño, forma y composición de las nanopartículas catalíticas. En los últimos años se han desarrollado métodos sintéticos reproducibles. De esta forma, se pueden obtener nanopartículas combinando diferentes metales en forma de aleación. Se evaluaron electrocatalizadores conocidos como el ya mencionado Pt, en su forma comercial Pt-ETEK a distintas concentraciones de amoníaco y bimetálicos del tipo PtM (con M = Ni, Ru) dispersos sobre un soporte conductor de alta superficie, preparados utilizando métodos de síntesis que implican la reducción química de los precursores metálicos para el catalizador en cuestión.