Анодный катализатор PtMoO3/УНТ для прямого этанольного топливного элемента с щелочным электролитом

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Проведен синтез и исследованы характеристики катализатора PtМоO3/углеродные нанотрубки (УНТ) в реакции электроокисления этанола в щелочной среде. Показано, что PtMoO3/УНТ превосходит по активности коммерческие катализаторы PtRu/C и Pt/C. Проведена оптимизация архитектуры мембранно-электродного блока (МЭБ) этанольно-кислородного топливного элемента (ТЭ) с анодом на основе катализатора PtMoO3/УНТ, включая выбор оптимального катодного катализатора. Установлено, что неплатиновый катализатор УНТN активен в отношении реакции восстановления кислорода (РВК) в щелочной среде и существенно превосходит коммерческий катализатор 40% Pt/C по толерантности к отравляющему воздействию спирта. При исследовании влияния содержания катализатора PtMoO3/УНТ в составе анодного активного слоя (АС) на характеристики МЭБ установлено увеличение максимальной плотности мощности, выраженной в мВт/см2, с ростом загрузки платины в интервале 0.2–1.34 мгPt/см2. Полученные результаты свидетельствуют о высокой степени доступности активных центров катализатора в объеме АС разработанной архитектуры. По результатам испытаний оптимизированного МЭБ при температуре 20°С без избыточного давления и увлажнения окислителя получены величины максимальной плотности мощности 14.6 и 11 мВт/см2 при работе катода в кислородной и воздушной средах соответственно. Достигнутые параметры соответствуют лучшим результатам, описанным в литературе для сходных условий эксперимента.

Авторлар туралы

A. Kuzov

M. Radina

O. Korchagin

Email: oleg-kor83@mail.ru

V. Andreev

Әдебиет тізімі

  1. Akhairi M.A.F., Kamarudin S.K. // Int. J. Hydrogen Energy. 2016. V. 41. Р. 4214.
  2. Akay R.G., Yurtcan A.B. Direct Liquid Fuel Cells – Fundamentals, Advances and Future / Elsevier Inc., 2021. P. 95.
  3. Pickup P.G., Easton E.B. // Curr. Opin. Electrochem. 2024. V. 47. № 101553.
  4. Badwal S.P.S., Giddey S., Kulkarni A. et al. // Appl. Energy. 2015. V. 145. Р. 80.
  5. Kamarudin M.Z.F., Kamarudin S.K., Masdar M.S. et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2013. V. 38. Р. 9438.
  6. Kavanagh R., Cao X.-M., Lin W.-F. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2012. V. 51. Р. 1572.
  7. Berretti E., Osmieri L., Baglio V. et al. // Electrochem. Energy Reviews. 2023. V. 6. № 30.
  8. Tsiakaras P.E. // J. Power Sources. 2007. V. 171. P. 107.
  9. Yan R., Wang Y. // Inorg. Chem. Commun. 2024. V.160. P. 111970.
  10. Watanabe M., Motoo S. // J. Electroanal. Chem. 1975. V. 60. P. 267.
  11. Zheng Y., Wan X., Cheng X. et al. // Catalysts. 2020. V. 10. Р. 166.
  12. Jiang S.P., Li Q. Introduction to Fuel Cells. Electrochemistry and Materials / Springer Nature Singapore Pte Ltd., 2022. Р. 144.
  13. Zakaria Z., Kamarudin S.K., Timmiati S.N. // Applied Energy. 2016. V. 163. Р. 334.
  14. Fujiwara N., Siroma Z., Yamazaki S. // J. Power Sources. 2008. V. 185. Р. 621.
  15. Тарасевич М.Р., Корчагин О.В., Кузов А.В. // Успехи химии. 2013. Т. 81. С. 1047–1065. [Tarasevich M.R., Korchagin O.V., Kuzov A.V. // Russ. Chem. Rev. 2013. V. 82. № 11. P. 1047.]
  16. Rao V., Hariyanto, Cremers C. et al. // Fuel Cells. 2007. № 5. P. 417.
  17. Тарасевич М.Р., Давыдова Е.С. // Электрохимия. 2016. Т. 52. № 3. С. 227. [Tarasevich M.R., Davydova E.S. // Russ. J. Electrochem. 2016. V. 52. P. 193.]
  18. Korchagin O.V., Vernigor I.E., Radina M.V. et al. // Mater. Chem. Phys. 2025. V. 332. P. 130289.
  19. Vernigor I., Bogdanovskaya V., Radina M. et al. // Catalysts. 2023. V. 13. P. 161.
  20. Bogdanovskaya V., Vernigor I., Radina M. et al. // Catalysts. 2020. V. 10. P. 892.
  21. Du C., Tan Q., Yin G. et al. Rotating disk electrode method. In Rotating Electrode Methods and Oxygen Reduction Electrocatalyst / Xing W., Yin G., Zhang J., Eds.; Elsevier: Amsterdam. The Netherlands, 2014. P. 171.
  22. Volfkovich Y.M., Sakars A.V., Volinsky A.A. // Int. J. Nanotech. 2005. V. 2. № 3. P. 292.
  23. Markovic N.M., Ross-Jr P.N. // Surf. Sci. Rep. 2002. V. 45. P. 117.
  24. Maya-Cornejo J., Carrera-Cerritos R., Sebastian D. et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2017. V. 42. P. 27919.
  25. Gupta U.K., Pramanik H. // Int. J. Hydrogen Energy. 2019. V. 44. P. 421.
  26. Мазин П.В., Капустина Н.А., Тарасевич М.Р. Топливный элемент с прямым окислением этанола с анионообменной мембраной и щелочным электролитом // Электрохимия. 2011. Т. 47. № 3. С. 295. [Mazin P.V., Kapustina N.A., Tarasevich M.R. // Russ. J. Electrochem. 2011. V. 47. P. 275.]
  27. Zeng L., Zhao T.S., Li Y.S. // Int. J. Hydrogen Energy. 2012. V. 37. P. 18425.
  28. Li Y.S., Zhao T.S., Liang Z.X. // J. Power Sources. 2009. V. 187. P. 387.
  29. Geraldes A.N., Furtunato da Silva D., Martins da Silva J.C. et al. // J. Power Sources. 2015. V. 275. P. 189.
  30. Zhang J., Balakrishnan P., Chang Z. et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. V. 16. P. 9672.
  31. Pinheiro V.S., Souza F.M., Gentil T.C. et al. // J. Alloys and Compounds. 2022. V. 899. P. 163361.
  32. Souza F.M., Pinheiro V.S., Gentil T.C. et al. // J. Power Sources. 2021. V. 493. P. 229694.
  33. Hren M., Roschger M., Hacker V. et al. // Int. J. Biol. Macromol. 2023. V. 253. P. 127693.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».