Catalysts for Oxygen Reduction on a Vulcan XC-72 Carbon Substrate Modified with Transition Metals

K. Yu. Vinogradov; Виноградов К. Ю.; R. V. Shafigulin; Шафигулин Р. В.; S. V. Vostrikov; Востриков С. В.; E. A. Martynenko; Мартыненко Е. А.; V. V. Podlipnov; Подлипнов В. В.; A. V. Bulanova; Буланова А. В.

doi:10.31857/S0044185623700729

Катализаторы восстановления кислорода на углеродном носителе Vulcan XC-72, модифицированном переходными металлами

Авторы: Виноградов К.Ю.¹, Шафигулин Р.В.¹, Востриков С.В.², Мартыненко Е.А.², Подлипнов В.В.¹, Буланова А.В.¹
Учреждения:
1. Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева
2. Самарский государственный технический университет
Выпуск: Том 59, № 6 (2023)
Страницы: 577-585
Раздел: ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ НА МЕЖФАЗНЫХ ГРАНИЦАХ
URL: https://journals.rcsi.science/0044-1856/article/view/233772
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044185623700729
EDN: https://elibrary.ru/ABIIVP
ID: 233772

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В статье представлены результаты исследования каталитической активности биметаллических материалов, синтезированных на основе сажи Vulcan XC‑72, модифицированной никелем, кобальтом и молибденом, в реакции электрохимического восстановления кислорода. Исследования синтезированных катализаторов методом адсорбции-десорбции азота в вакууме показали, что они мезопористые, обладающие невысокими пористостью и площадью поверхности. После модифицирования металлами площадь поверхности катализатора и объем пор уменьшается. Спектры комбинационного рассеяния образцов свидетельствуют о вероятном образовании на поверхности катализаторов MoCo/C и NiMo/C интерметаллидов или смешанных оксидов молибдена, что согласуется с литературными данными. Сканирующая электронная микроскопия показала образование на аморфном Vulcan XC‑72 сферических частиц металлов. Все исследованные биметаллические катализаторы обладают схожими кинетическими характеристиками реакции электровосстановления кислорода, тем не менее катализаторы NiMo/C и NiNi/C проявили большую активность. Проверка стабильности работы синтезированных катализаторов показала их высокую коррозионную устойчивость.

Ключевые слова

электрохимическое восстановление кислорода, щелочные топливные элементы, катализаторы восстановления кислорода, углеродные носители для катализаторов, ORR

Список литературы

Borup R.L. et al. // Current Opinion in Electrochemistry. 2020. V. 21. P. 192–200.
Ott S. et al. // J. Electrochemical Society. 2022. V. 169. № 5. P. 054520.
Wang L. et al. // J. Energy Chemistry. 2019. V. 39. P. 77–87.
Muhyuddin M. et al. // J. Power Sources. 2023. V. 556. P. 232416.
Liu M. et al. // Advanced Materials. 2019. V. 31. № 6. P. 1802234.
Wu D. et al. // ChemNanoMat. 2020. V. 6. № 1. P. 32–41.
Wu J., Yang H. // Accounts of chemical research. 2013. V. 46. № 8. P. 1848–1857.
Shafigulin R.V. et al. // Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis. 2021. V. 133. № 1. P. 455–465.
Chen K. et al. // J. Colloid and Interface Science. 2021. V. 582. P. 977–990.
Yoo D.J. et al. // New J. Chemistry. 2018. V. 42. № 17. P. 14386–14393.
Samad S. et al. // International J. Hydrogen Energy. 2018. V. 43. № 16. P. 7823–7854.
Wang C., Astruc D. // Progress in Materials Science. 2018. V. 94. P. 306–383.
Sing K.S.W. // Pure and Applied Chemistry. 1985. V. 57. № 4. P. 603–619.
Xiao T.C. et al. // J. Catalysis. 2001. V. 202. № 1. P. 100–109.
Dufresne P. et al. // J. Physical Chemistry. 1981. V. 85. № 16. P. 2344–2351.
Wu J. et al. // J. Power Sources. 2013. V. 227. P. 185–190.
Martynenko E.A. et al. // J. Applied Electrochemistry. 2023. V. 53. № 4. P. 645–659.
Bulanova A.V. et al. // Catalysts. 2022. V. 12. № 9. P. 1013.