Voltametría cíclica (CV): la técnica analítica esencial para la investigación de catalizadores

La voltamperometría cíclica (CV) es la columna vertebral de la mayoría de las investigaciones electroquímicas y es una técnica electroquímica esencial que permite a los investigadores explorar catalizadores candidatos con mayor profundidad. Cuando se combina con el modelado, un protocolo sistemático centrado en objetivos proporcionará una variedad de datos que informarán al usuario sobre técnicas más novedosas y configuraciones complejas. Este enfoque ahorrará tiempo a largo plazo y es especialmente útil para aquellos que pueden tener acceso limitado a la instrumentación electroquímica en un laboratorio.

Como siempre, constantemente se desarrollan nuevas técnicas, pero la técnica estándar de oro de exploración de catalizadores con voltamperometría cíclica (CV) todavía se recomienda como punto de partida para los investigadores.

Objetivos experimentales y selección de procedimientos

Para explorar de manera efectiva un catalizador candidato, es importante considerar cuál es el objetivo experimental y luego elegir el procedimiento en consecuencia. Ejemplos de objetivos posibles se enumeran en las siguientes secciones junto con procedimientos y/o técnicas sugeridas.

Parámetros focales para la exploración:

1. Microestructura del catalizador

Objetivo de la investigación: Determinar la superficie del electrodo

Usando imágenes de microscopio combinadas con Cdl (capacitancia de doble capa) y cobertura de ionómero, los investigadores pudieron analizar y cuantificar su capa de catalizador. Usaron CV para determinar la cobertura de ionómero sobre el carbono comparando los valores de Cdl (húmedo versus seco).

2. Propiedades de transporte

Objetivo de la investigación: Investigue el material depositado o eliminado de la superficie del electrodo durante la medición electroquímica

Se realizaron investigaciones adicionales sobre la superficie del electrodo con CV. Usando un electrodo de disco giratorio, los investigadores pudieron determinar la resistencia al transporte de gas midiendo la ORR (reacción de reducción de oxígeno). CV también permitió la determinación del factor de rugosidad del Pt.

3.  rendimiento intravenoso

Objetivo de la investigación: Use CV IV para calcular el rendimiento de la celda de combustible

El rendimiento IV es una medida típica del rendimiento general de la pila de combustible. Se necesita un potenciostato para medir la curva IV real a fin de determinar la carga de Pt para que el rendimiento IV pueda interpretarse y compararse entre varias muestras.

Este documento ilustra el valor de la exploración sistemática de catalizadores con CV para dar una visión general completa de atributos, estructura, y reacciones antes de pasar a configuraciones más complejas.

Es posible que sus investigaciones iniciales con CV no proporcionen todas las respuestas a primera vista, pero luego puede pasar a configuraciones y experimentos más complejos con una visión completa.

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