Оптимизированные катализаторы для топливного элемента с прямым окислением этанола

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).

Модифицированным полиольным методом синтезирован катализатор электроокисления этанола PtSn (3 : 1, 40% Pt) на пиролитических двуслойных углеродных нанотрубках. Активность синтезированного катализатора в модельных условиях (0.5М H₂SO₄ + 1М С₂Н₅ОН) выше аналогичного катализатора, синтезированного на саже ХС 72, и составляет 70 мА/мг_кат при E=0.4 В. Высокотемпературным методом синтезированы толерантные катодные катализаторы на основе платины, модифицированной неметаллами (S, Bi, P), а также катодные катализаторы на основе Pd и Ru, без использования Pt. Показана высокая эффективность таких систем при восстановлении кислорода в присутствии этанола. Наибольшую толерантность к этанолу показали катализаторы PdCo (массовое содержание Pd 20%, Co 6%) и PtBi (9:1, 40% Pt). Результаты, полученные в модельных условиях, подтверждены испытаниями катализаторов в составе мембранно-электродных блоков прямых этанольно-кислородных топливных элементов.

Авторы:

Корчагин Олег Вячеславович, Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН, 119071, г. Москва, Ленинский пр-т, 31, oleg-kor83@mail.ru

Кузов А. В., Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН, 119071, г. Москва, Ленинский пр-т, 31

Новиков В. Т., Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, 125047, г. Москва, А-47, Миусская пл., 9

Богдановская В. А., Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН, 119071, г. Москва, Ленинский пр-т, 31

Тарасевич Михаил Романович, Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН, 119071, г. Москва, Ленинский пр-т, 31, bogd@elchen.ac.ru

Ключевые слова:

топливные элементы, электроокисление этанола, углеродные нанотрубки

Литература

1. Antolini E. // J. Power Sources. 2007. Vol. 170. P. 1.
2. Song S. Q., Zhou W. J., Zhou Z. H., Jiang L. H., Sun G. Q., Tsiakaras P., Xin Q. // Hydrogen Energy.2005. Vol. 30. P. 995.
3. Vigier F., Coutanceau C., Hahn F., Belgsir E. M., Lamy C. // J. Electroanal. Chem. 2004. Vol. 563. P. 81.
4. Tsiakaras P. E. // J. Power Sources. 2007. Vol. 171. P. 107.
5. Song S., Tsiakaras P. // Applied Catalysis B: Environmental. 2006. Vol. 63. P. 187.
6. Soehn M., Lebert M., Wirth T., Hofmann S., Nicoloso N. // J. Power Sources. 2008. Vol. 176. P. 494.
7. Wang C.-H., Du H.-Y., Tsai Y.-T., Chen C.-P., Huang C.-J., Chen L. C., Chen K. H., Shih H.-C. // J. Power Sources. 2007. Vol. 171. P. 55.
8. Cui Z., Changpeng L., Jianhui L., Wei X. // Electrochim. Acta. 2008. Vol. 53. P. 7807.
9. Liu Z., L. Xing Yi, Bing G., Liang H., Yang Lee J. // J. Power Sources. 2007. Vol. 167. P. 272.
10. Carmo M., Paganin V. A., Rosolen J. M., Gonzalez E. R. // J. Power Sources. 2005. Vol. 142. P. 169.
11. Gao G., Yang G., Xu M., Wang C., Xu C., Li H. // J. Power Sources. 2007. Vol. 173. P. 178.
12. Pang H. L., Lu J. P., Chen J. H., Huang C. T., Liu B., Zhang X. H. // Electrochim. Acta. 2009. Vol. 54. P. 2610.
13. Цивадзе А. Ю., Тарасевич М. Р., Ефремов Б. Н., Капустина Н. А., Мазин П. В. // Доклады академии наук. 2007. Т. 415, № 6.
14. Kyung-Won Park, Dae-Seob Han, Yung-Eun Sung // J. Power Sources. 2006. Vol. 163. P. 82.
15. Yang H., Coutanceau C., Leger J.-M., Alonso-Vante N., Lamy C. // J. Electroanal. Chem. 2005. Vol. 576. P. 305.
16. Gochi-Ponce Y., Alonso-Nunez G., Alonso-Vante N. // Electrochem. Commun., 2006. Vol. 8 P. 1487.
17. Kuzov A. V., Tarasevich M. R., Korchagin O. V. Anode catalysts for direct ethanol electrooxidation. 5^th Baltic Conference on Electrochemistry, 30 April-3 May, Tartu, Estonia.
18. Богдановская В. А., Тарасевич М. Р., Систер В. Г., Ямчук А. И., Логачева Н. М., Бекетаева Л. А., Рыбалка К. В. // Электрохим. энергетика. 2009. Т. 9, № 1. С. 12–17.
19. Tarasevich M. R., Chalykh A. E., Bogdanovskaya V. A., Kuznetsova L. N., Kapustina N. A., Efremov B. N., Ehrenburg M. R., Reznikova L. A. // Electrochim. Acta. 2006. Vol. 51. P. 4455.
20. Сафонов В. А., Лапа А. С., Мансуров Г. Н., Петрий О. А. // Электрохимия. 1986. Т. 16, № 3.
21. Цивадзе А. Ю., Тарасевич М. Р., Богдановская В. А., Кузнецова Л. Н., Капустина Н. А., Модестов А. Д. // Доклады академии наук. 2006. Т. 410, № 2. С. 1.
22. Тарасевич М. Р., Кузов А. В., Припадчев Д. А., Баулин В. Е. // Альтернативная энергетика и экология. 2008. T. 10. C. 155.
23. Цивадзе А. Ю., Тарасевич М. Р., Кузов А. В., Романова И. А., Припадчев Д. А. // Доклады академии наук. 2008. Т. 421, № 1. С. 1–4.
24. Handbook of Fuell Cell. Fundamentals technology and applications / W. Vielstich, A. Lamm, H. A. Gasteiger, John Willey and Sons, Chichester, England, 2003, Vol. 2, P. 603.

Журнал:

2010. Т. 10, № 1,

DOI:

https://doi.org/10.18500/1608-4039-2010-10-1-11-18

Текст в формате PDF:

скачать

(downloads: 26)