Electrochemical acquisition of kinetic and thermodynamic information from hydrogen adsorption on pt single crystal surfaces

Resumen

En la presente tesis doctoral se examina la adsorción de hidrógeno en superficies monocristalinas de platino, enfocándose en los aspectos cinéticos y termodinámicos de la misma, especialmente en cuanto a la entropía. Se han utilizado las técnicas de voltametría cíclica, impedancia de espectroscopía electroquímica, pulsos de corriente y de potencial, los dos últimos en conjunto con micro-calorimetría, para obtener información del sistema al perturbar la temperatura del mismo en distintas magnitudes. Se ha conseguido medir la energía de activación para la reacción de adsorción de hidrógeno, un valor experimental que puede servir de soporte a los cálculos teóricos en donde se busca obtener pero incluir todas las propiedades del sistema incremente la complejidad de la operación. También se ha medido con rigurosidad el comportamiento de la adsorción de hidrógeno en medio alcalino al cambiar la temperatura, demostrando que termodinámicamente este proceso no depende del cambio de temperatura. Deben considerarse las contribuciones de la doble capa y la química de la interfase para obtener predicciones en sistemas no ideales. Por último, haciendo uso de la micro-calorimetría se ha encontrado la relación entre la estructura superficial de un electrodo y la entropía de adsorción de hidrógeno, incluyendo los cambios termodinámicos que ocurren cuando la superficie se desordena. Este resultado es clave para la comprensión de la termodinámica de procesos de electrocatálisis en situaciones reales.