Resumen

El desarrollo de catalizadores Pd-limpios para la reacción de reducción de oxígeno (ORR) es la clave para la aplicación a gran escala de las pilas de combustible de membrana de intercambio protónico (PEMFCs). En el presente trabajo, hemos propuesto una estrategia de múltiples descriptores para diseñar catalizadores de aleación de Pd eficientes y duraderos para la ORR. Demostramos que un catalizador ideal de aleación bimetálica basado en Pd para ORR debería poseer simultáneamente una energía de formación de aleación negativa, una energía de segregación superficial de Pd negativa, y una capacidad de unión de oxígeno menor que el Pt puro. Mediante la realización de cálculos DFT detallados sobre la termodinámica, la química superficial y las propiedades electrónicas de las aleaciones Pd-M, Pd-V, Pd-Fe, Pd-Zn, Pd-Nb, y Pd-Ta, se identifican teóricamente para tener una superficie segregada de Pd estable y una actividad ORR mejorada. Se analizan los factores que afectan a estas propiedades. La energía de formación de la aleación de Pd con metales de transición M puede estar determinada principalmente por su interacción electrónica. Este puede ser el origen de la energía de formación de aleación negativa para las aleaciones Pd-M. La energía de segregación superficial del Pd viene determinada principalmente por la energía superficial y el radio atómico de M. Los metales M que tienen menor radio atómico y mayor energía superficial tenderían a favorecer la segregación superficial del Pd en las aleaciones Pd-M correspondientes.

• Materias:Reacciones químicas Propiedades fisicoquímicas Química analítica Química de los alimentos Química sostenible
• Subjects:Chemical reactions Chemicophysical properties Analytical chemistry Food chemistry Sustainable chemistry
• Palabras claves:energía negativa de formación de aleaciones, aleaciones m, energía negativa de segregación superficial, pilas de combustible de membrana de intercambio protónico, energía de formación de aleaciones, catalizador de aleación bimetálica, cálculos detallados dft, orr pd duradero, mayor energía superficial, reacción de reducción de oxígeno
• Keywords:negative alloy formation energy, m alloys, negative surface segregation energy, proton exchange membrane fuel cells, alloy formation energy, bimetallic alloy catalyst, detailed dft calculations, durable orr pd, higher surface energy, oxygen reduction reaction