Study of the electrochemical behavior of C1-C3 molecules on well-defined Pt surfaces

Resumen

El problema del cambio climático exige un cambio rápido de nuestro sistema energético actual a una economía basada en energías renovables. Uno de los mayores desafíos del mundo el desarrollo de fuentes de energía limpias, renovables y asequibles. En consecuencia, para facilitar la transición hacia la producción de energía limpia y sostenible, las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC) aparecieron como un sistema modelo atractivo para transformar la energía química almacenada en los enlaces de ciertas moléculas (combustibles) en energía eléctrica. En este sentido uno de los principales retos para el desarrollo futuro de esta tecnología es la necesidad de una comprensión completa del mecanismo de reacciones a nivel atómico y la comprensión de este último en la realidad. Partiendo de este concepto, el objetivo de esta tesis doctoral se centra en el estudio del comportamiento electroquímico de moléculas C1-C3 en monocristales de Pt bien definidos. En primer lugar, estudiamos la electrooxidación de alcohol sobre platino como sistema modelo para tener una idea del mecanismo electrocatalítico de los alcoholes y optimizar las pilas de combustible utilizando alcoholes como combustible, y por otro lado tomamos un sistema modelo que es una opción muy interesante para el hidrógeno. almacenamiento en la infraestructura existente para combustibles comunes, es el caso del par acetona/isopropanol, un sistema orgánico líquido que se agita con transporte de hidrógeno y transporte de electricidad. El estudio de la reducción de la acetona y la oxidación del isopropanol tienen un punto común y muy interesante en nuestro estudio, se han utilizado diferentes técnicas de caracterización (CV, IRTF), en diferentes medios, utilizando electrodos de Pt monocristalinos, evaluando los efectos de la estructura superficial, la composición del electrolito y estudiando la reactividad de la reacción en diferentes superficies de electrodos de platino monocristalinos. Por último, la transferencia de los resultados obtenidos a sistemas más prácticos mediante la síntesis de nanopartículas de Pt con forma y la evaluación de su actividad electrocatalítica para la oxidación de isopropanol.