Oxidation of ammonia using PtRh/C electrocatalysts: Fuel cell and electrochemical evaluation

Autor(es)

Assumpcao, Monica H. M. T. ^[1] ; Piasentin, Ricardo M. ^[1] ; Hammer, Peter ^[2] ; De Souza, Rodrigo F. B. ^[1] ; Buzzo, Guilherme S. ^[1] ; Santos, Mauro C. ^[3] ; Spinace, Estevam V. ^[1] ; Neto, Almir O. ^[1] ; Silva, Julio Cesar M. ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] IPEN CNEN SP, Inst Pesquisas Energet & Nucl, BR-05508900 Sao Paulo, SP - Brazil

^[2] UNESP Univ Estado Sao Paulo, Inst Quim, BR-14801970 Araraquara, SP - Brazil

^[3] Univ Fed ABC, Ctr Ciencias Nat & Humanas, Lab Eletroquim & Mat Nanoestruturados, BR-09210170 Santo Andre, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: APPLIED CATALYSIS B-ENVIRONMENTAL; v. 174, p. 136-144, SEP 2015.
• Citações Web of Science: 30

Resumo

This study reports on the use of PtRh/C electrocatalysts prepared by the borohydride reduction method with different Pt:Rh atomic ratios: (90:10,70:30 and 50:50) which was investigated toward the ammonia electro-oxidation considering electrochemical and also direct ammonia fuel cell (DAFC) experiments. The DAFC experiments were conducted using different proportions of NH4OH and KOH as fuels. X-ray diffraction showed the formation of PtRh alloy while transmission electron micrographs showed the particles sizes between 4.1 and 4.5 nm. Among the different NH4OH and KOH concentrations the combination of 3 mol L-1 NH4OH and 3 mol L-1 KOH was the most favorable due to the higher KOH concentration, which increased the electrolyte conductivity, thus, improving the ammonia oxidation. Moreover, among the PtRh/C electrocatalysts the Pt:Rh ratio of 90:10 showed to be the best suited one since it showed a power density almost 60% higher than Pt. X-ray photoelectron spectroscopy results revealed for this catalyst that the nanoparticles contain a high proportion of metallic Pt and Rh phases, supporting the alloy formation between Pt and Rh. The improved fuel cell efficiency can be related to the combination of different effects: the alloy formation between Pt and Rh (electronic effect), suppressing the adsorption strength of poisonous intermediates, and a synergic effect between Pt and Rh at this composition. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved. (AU)

• Processo FAPESP: 12/22731-4 - Eletrocatalisadores suportados em diferentes substratos preparados via codeposição eletroquímica coloidal para uso em ânodos de célula à combustível de líquido direto (metanol, ácido fórmico e etanol)
• Beneficiário: Guilherme Soares Buzzo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 11/18246-0 - Estudo da oxidação eletroquímica de álcoois em meio alcalino sobre eletrocatalisadores binários e ternários de PD preparados via redução por borohidreto de sódio
• Beneficiário: Almir Oliveira Neto
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 13/01577-0 - Desenvolvimento de materiais e estudos de degradação de eletrocatalisadores e suportes para ânodo de células a combustível alcalinas
• Beneficiário: Júlio César Martins da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 12/03516-5 - Eletrocatalisadores suportados em óxidos-C para uso em ânodos de célula a combustível de líquido direto
• Beneficiário: Rodrigo Fernando Brambilla de Souza
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado