Abstrait
Le développement d’électrocatalyseurs à haute activité à faibles surpotentiels pour la réaction d’électro-oxydation du méthanol est l’un des défis à relever pour une applicabilité plus large de cet alcool dans les systèmes de conversion d’énergie. De nombreux travaux au cours des dernières décennies ont contribué à des études mécanistes sur cette réaction. Néanmoins, le schéma réactionnel est intriqué ce qui rend difficile sa corrélation avec la réponse cinétique dans les expériences électrochimiques. Dans cet article, nous proposons un modèle microcinétique pour la réaction d’électro-oxydation du méthanol sur du platine polycristallin. Le modèle a été construit sur des aspects mécanistes pertinents disponibles dans la littérature et formulé sur la base de l’approche du champ moyen. Les paramètres cinétiques ont été déterminés par optimisation et la validation a été effectuée par la comparaison avec des ensembles distincts de données expérimentales, à savoir la voltamétrie cyclique, la chronoampérométrie, ainsi que des séries temporelles oscillatoires enregistrées dans des conditions galvanostatiques. Le modèle résultant a pu simuler avec succès la dynamique non linéaire observée dans les expériences galvanostatiques, y compris le comportement chaotique, ainsi qu’un profil voltamétrique raisonnable avec le même ensemble de paramètres électrocinétiques. L’analyse de sensibilité des paramètres cinétiques a montré que la voie d’électro-oxydation par l’intermédiaire de l’acide formique n’est pas significative dans ces conditions expérimentales et que les espèces OHad et COad sont principalement impliquées dans l’origine des oscillations, tandis que les espèces qui affectent le taux de la formation/consommation de ce dernier provoque les oscillations en mode mixte. Les paramètres électrocinétiques ont été discutés avec les données disponibles pour la réaction d’électrooxydation de l’acide formique, où la connexion entre les valeurs met en évidence l’applicabilité de cette approche à d’autres réactions électrocatalytiques.
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