Stability of supported Pd-based ethanol oxidation reaction electrocatalysts in alkaline media

Autor(es)

Gentil, Tuani C. ; Minichova, Maria ; Briega-Martos, Valentin ; Pinheiro, Victor S. ; Souza, Felipe M. ; Moura, Joao Paulo C. ; Silva, Julio Cesar M. ; Batista, Bruno L. ; Santos, Mauro C. ; Cherevko, Serhiy

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: JOURNAL OF CATALYSIS; v. 440, p. 8-pg., 2024-12-01.

Resumo

This study evaluates the dissolution of the supported electrocatalysts Pd/C, PdSn/C, PdNb/C, and PdFe3O4/C during ethanol oxidation reaction for Alkaline Direct Liquid Fuel Cells (ADLFC) applications. A scanning flow cell (SFC) combined to an inductively coupled plasma mass spectrometry (online ICP-MS) is used to assess the dissolution stability in a broad potential window. Accelerated stress tests with and without ethanol are developed using a rotating disk electrode (RDE) with dissolution products analysis by ex-situ ICP-MS. Potential profiles simulating those experienced by the catalyst during regular fuel cell operation were used. Sn and Fe catalysts demonstrate improved activity and stability compared with the material with Pd alone. For these reasons, PdSn/ C and PdFe3O4/C are suitable for ADLFC applications. Severe Nb dissolution destabilizes Pd, increasing its leaching. This work demonstrates that while additional metals and oxides can improve the alcohol oxidation kinetics of Pd, these additives' dissolution stability must already be considered at the catalyst design stage. (AU)

• Processo FAPESP: 20/14100-0 - Eletrodos a base de niobato de sódio decorados com WO3 e CeO2 para degradação do agrotóxico organofosforado acefato por processos eletroquímicos oxidativos avançados
• Beneficiário: Felipe de Moura Souza
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/22976-0 - Desenvolvimento de nanoeletrocatalisadores de paládio e nióbio para células a combustível de etanol direto alcalinas
• Beneficiário: Felipe de Moura Souza
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 22/15252-4 - Eletrocatalisadores nanoestruturados para aplicação em células a combustível alcalinas-ácidas diretas de glicerol
• Beneficiário: Mauro Coelho dos Santos
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Processo FAPESP: 18/18675-8 - Eletrocatalisadores nanoestruturados baseados em PT, PD e óxidos de baixo custo para aplicações em energia e meio ambiente
• Beneficiário: Tuani Carla Gentil
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 17/10118-0 - Estudo e aplicação da tecnologia eletroquímica para a análise e a degradação de interferentes endócrinos: materiais, sensores, processos e divulgação científica
• Beneficiário: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 17/21846-6 - Nanoestruturas para a remediação ambiental e produção de energia a partir de fontes renováveis
• Beneficiário: Mauro Coelho dos Santos
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Processo FAPESP: 17/26288-1 - Eletrocatalisadores híbridos baseados em nanopartículas de Pd, Pt e Sn, e em nanobarras de céria para aplicação em células a combustível
• Beneficiário: Victor dos Santos Pinheiro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 21/10033-0 - Análise online da dissolução de eletrocatalisadores à base de paládio em meio alcalino
• Beneficiário: Tuani Carla Gentil
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado