Фундаментальные исследования и разработка ключевых материалов в новых высокоэффективных щелочных мембранных топливных элементах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследования в рамках международного сотрудничества стран БРИКС проводились учеными 
Самарского национального исследовательского университета им. С.П. Королева, Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (Россия), Пекинского университета химической технологии Китая, Международного Современного Исследовательский центра по порошковой металлургии и новым материалам Индии. В статье приведены основные результаты исследований российского коллектива по разработке катализаторов с минимальным содержанием платины, а также неплатиновых катализаторов для щелочных топливных элементов (ТЭ) в реакции восстановления кислорода (РВК) и окисления водорода (РОВ). В качестве носителей использовали углеродные материалы, изучали влияние природы углеродных носителей, допантов и модификаторов (платина, молибден, серебро, палладий, железо, никель, кобальт и др.) на каталитические характеристики полученных материалов в РВК и РОВ. Испытания синтезированных катализаторов в электрохимической ячейке показали, что катализатор на основе мезопористого углерода, модифицированного 7% палладия (СМК-3_Pd) сопоставим по эффективности с коммерческим платиновым катализатором, содержащим 40% Pt и обладает высокой коррозионной устойчивостью.

Об авторах

Анджела Владимировна Буланова

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Автор, ответственный за переписку.
Email: shafiro@mail.ru

Профессор

Россия, д. 34, Московское шоссе, г. Самара, 443086

Роман Владимирович Шафигулин

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Email: shafiro@mail.ru
Россия, д. 34, Московское шоссе, г. Самара, 443086

Вера Александровна Богдановская

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук

Email: bogdanovsk@mail.ru
Россия, корп. 4, д. 31, Ленинский проспект, Москва, 119071

Кирилл Юрьевич Виноградов

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Email: winyur@yandex.ru
Россия, д. 34, Московское шоссе, г. Самара, 443086

Владимир Николаевич Андреев

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук

Email: 6337624@mail.ru
Россия, корп. 4, д. 31, Ленинский проспект, Москва, 119071

Елена Олеговна Токранова

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Email: fileona@mail.ru
Россия, д. 34, Московское шоссе, г. Самара, 443086

Олег Вячеславович Корчагин

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук

Email: oleg-kor83@mail.ru
Россия, корп. 4, д. 31, Ленинский проспект, Москва, 119071

Сергей Владимирович Востриков

Самарский государственный технический университет

Email: vosser@mail.ru

Заведующий кафедрой

Россия, 244, ул. Молодогвардейская, г. Самара, 443100

Список литературы

  1. W.R.W. Daud et al. Renew. Energy, 2017, 113, 620–638. doi: 10.1016/j.renene.2017.06.027.
  2. Y. Wang et al. Mater. today, 2020, 32, 178–203. doi: 10.1016/j.mattod.2019.06.005.
  3. W.J. Zeng et al. J. Electroanal. Chem., 2022, 922, 116728. doi: 10.1016/j.jelechem.2022.116728.
  4. W.S. Jung et al. J. Electrochem. Soc., 2022, 169(7), 074501. doi: 10.1149/1945-7111/ac7827.
  5. P. Chandran et al. Sci. Rep., 2018, 8(1), 3591. doi: 10.1038/s41598-018-22001-9.
  6. M.R. Tarasevich, E.S. Davydova Russ. J. Electrochem., 2016, 52, 193–219. doi: 10.1134/S1023193516030113.
  7. W. Wang et al. Adv. Sci., 2017, 4(4), 1600486. doi: 10.1002/advs.201600486.
  8. T. Maiyalagan et al. J. Phys. Chem. C, 2012, 116(3), 2630–2638. doi: 10.1021/jp210266n.
  9. C. Ruiz-García et al. Ind. Eng. Chem. Res., 2019, 58(11), 4355–4363. doi: 10.1021/acs.iecr.8b06084.
  10. X. Tan et al. RSC Adv., 2018, 8(59), 33688–33694. doi: 10.1039/C8RA07248E.
  11. H. Zhu et al. Nano lett., 2013, 13(6), 2947–2951. doi: 10.1021/nl401325u.
  12. C. Guo et al. Nanoscale Res. Lett., 2020, 15, 1–14. doi: 10.1186/s11671-020-3254-x.
  13. Y.N. Zaitseva et al. J. Sib. Fed. Univ. Chem., 2019, 12(3), 395–404. doi: 10.17516/1998-2836-0136.
  14. V. Vij et al. ACS Catal., 2017, 7(10), 7196–7225. doi: 10.1021/acscatal.7b01800.
  15. Y. Zhao et al. Catalysts, 2018, 8(2), 53. doi: 10.3390/catal8020053.
  16. R.B. Patil et al. ACS Appl. Energy Mater., 2019, 2(4), 2524–2533. doi: 10.1021/acsaem.8b02087.
  17. A. Laszczyńska et al. Int. J. Hydrog. Energy, 2021, 46(44), 22813–22831. doi: 10.1016/j.ijhydene.2021.04.103.
  18. J. Sun et al. Sustain. Energy Fuels, 2020, 4(9), 4531–4537. doi: 10.1039/D0SE00694G.
  19. T. Lopes et al. ChemElectroChem, 2016, 3(10), 1580–1590. doi: 10.1002/celc.201600354.
  20. V.M. Truong et al. Int. J. Precis. Eng. Manuf.-Green Technol., 2019, 6(4), 711–721. doi: 10.1007/s40684-019-00123-3.
  21. B. Ruiz-Camacho et al. Int. J. Hydrog. Energy, 2022, 47(70), 30147–30159. doi: 10.1016/j.ijhydene.2022.03.190.
  22. Y. Liu et al. RSC Adv., 2016, 6(39), 32676–32684. doi: 10.1039/C6RA00752J.
  23. G. Wu et al. J. Chin. Chem. Soc., 2020, 67(7), 1189–1194. doi: 10.1002/jccs.201900429.
  24. R. Ning et al. Langmuir, 2013, 29(43), 13146-13151. doi: 10.1021/la4031014.
  25. T. Van Hung et al. J. Phys. D: Appl. Phys., 2020, 54(8), 085303. doi: 10.1088/1361-6463/abc6d6.
  26. A. Eftekhari, Z. Fan Mater. Chem. Front., 2017, 1(6), 1001–1027. doi: 10.1039/C6QM00298F.
  27. W. Xu et al. J. Mater. Chem. A, 2016, 4(42), 16272–16287. doi: 10.1039/C6TA05304A.
  28. B. Hasse et al. Catal. Today, 2015, 249, 30–37. doi: 10.1016/j.cattod.2014.10.049.
  29. Y. Wang et al. Sep. Purif. Technol., 2013, 106, 32–37. doi: 10.1016/j.seppur.2012.12.013.
  30. Z. Zhao et al. Adv. Mater., 2015, 27(43), 6834–6840. doi: 10.1002/adma.201503211.
  31. Y. Kado et al. J. Solid State Electrochem., 2019, 23, 1061–1081. doi: 10.1007/s10008-019-04211-x.
  32. D. Wu et al. Nanotechnology, 2017, 28(43), 435503. doi: 10.1088/1361-6528/aa89b5.
  33. S. Song et al. Inorg. Chem., 2021, 60(10), 7498–7509. doi: 10.1021/acs.inorgchem.1c00824.
  34. B. Han et al. Int. J. Hydrogen Energy, 2020, 45(54), 29645–29654. doi: 10.1016/j.ijhydene.2019.09.123.
  35. E.A. Martynenko et al. J. Appl. Electrochem., 2023, 53(4), 645–659. doi: 10.1007/s10800-022-01808-5.
  36. A.V. Bulanova et al. Catalysts, 2022, 12(9), 1013. doi: 10.3390/catal12091013.
  37. I.E. Vernigor et al. Russ. J. Electrochem., 2023, 59(1), 12–23. doi: 10.1134/S1023193523010111.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Буланова А.В., Шафигулин Р.В., Богдановская В.А., Виноградов К.Ю., Андреев В.Н., Токранова Е.О., Корчагин О.В., Востриков С.В., 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).