SÍNTESIS DEL PROYECTO. Este proyecto se enfoca en sintetizar nanopartículas bimetálicas de AuPt, AuPd y PtPd por métodos de reducción química. Estos sistemas han mostrado tener excelente respuesta en algunos procesos catalíticos. Se pretende tener un control en el tamaño, morfología, estructura y composición de dichas nanopartículas, los cuales son los parámetros primordiales en las propiedades de las nanopartículas. Para esto se han propuesto dos tipos de metodologías para llevar a cabo la síntesis, la primera por medio del método de reflujo de soluciones alcohólicas y la segunda empleando el método de poliol. Cada una de éstas técnicas tiene su particularidad, en la primera, la síntesis de las nanopartículas será simultánea, por lo que se pretende tener nanopartículas bimetálicas con una estructura del tipo aleación, donde los átomos que componen a las nanopartículas tienen una distribución aleatoria. Además, con esta técnica, se pretende tener partículas con un tamaño y distribución pequeña con una estructura de maclado múltiple, como lo son: estructuras decaedrales, icosaedrales, de maclado simple y múltiple. La segunda metodología utilizando el método de poliol, se pretende sintetizar nanopartículas con una estructura del tipo núcleo-coraza con un tamaño, morfología y composición bien definido. Este método tiene la peculiaridad de que la síntesis de las nanopartículas se hace en dos pasos, el primer paso se sintetiza el núcleo y en el segundo paso se adicionan una cantidad de capas al núcleo formando la coraza. Una de las metas principales de este proyecto es la caracterización química y estructural de las nanopartículas, para esto, nos apoyaremos principalmente en las técnicas de microscopía electrónica, con las cuales podemos analizar la estructura, defectos, composición, distribución de los elementos y morfología de éstas. Con los resultados obtenidos de la síntesis y caracterización de las nanopartículas bimetálicas, se tomarán las mejores muestras para utilizar a las nanopartículas como electrocatalizadores en una celda de combustible de intercambio protónico, primeramente será necesario preparar el ensamble electrodo-membrana-electrodo, utilizando como membrana al Nafion. Los resultados obtenidos de la caracterización electroquímica nos permitirán tener un panorama más amplio del uso de las nanopartículas y de posibles combinaciones de estructura y composición para incrementar la eficiencia y uso de las celdas de combustible.

Este proyecto contribuirá al desarrollo y uso de nanopartículas bimetálicas AuPt, AuPd y PdPt como electrocatalizadores para celdas de combustible del tipo intercambio protónico. Es necesario sintetizar nanopartículas con un tamaño, distribución de tamaños, morfología, distribución de los elementos, controlado. Es por eso que una de las contribuciones de este proyecto será en tener una metodología bien establecida para la síntesis de nanopartículas bimetálicas con los parámetros bien controlados. Es conveniente mencionar que dependiendo del método de síntesis podemos sintetizar partícula con diferentes estructuras como son del tipo aleación del tipo núcleo-coraza, las cuales tienen propiedades totalmente diferentes. Así mismo, se tendrá una caracterización química y estructural de las nanopartículas bimetálicas con microscopía electrónica de transmisión/barrido con aberración corregida, la cual, solo pocos trabajos se han encontrado en esta área. Esta caracterización permitirá conocer el efecto de los elementos en la morfología, tamaño y estructura de las nanopartículas, la cual se relaciona directamente con las propiedades catalíticas. El proyecto contribuirá a la formación de recursos humanos, con lo que se pretende graduar a 4 estudiantes de licenciatura, 2 estudiantes de maestría y a un estudiante de doctorado. Cabe mencionar que la caracterización por microscopía electrónica de transmisión/barrido con aberración corregida es una línea de investigación nueva en México, dado que se cuenta con sólo pocos equipos equipados, por lo que los estudiantes serán pioneras en esta área. Todo proyecto debe generar conociendo, en este caso se pretende publicar al menos 2 artículos en revistas indexadas por año y participar en varios congresos en el área de ciencia de materiales.