Characteristics of non-platinum cathode catalysts for a hydrogen–oxygen fuel cell with proton- and anion-conducting electrolytes


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Cathode catalysts for a hydrogen–oxygen fuel cell (FC) with proton-conducting (acidic) and anion-conducting (alkaline) electrolytes are synthesized via the pyrolysis of nitrogen-containing iron and cobalt complexes on the surfaces of highly disperse carbon materials. The catalysts are characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and tested under model conditions on a thin-layer disk electrode and as a part of a membrane electrode assembly of hydrogen–oxygen FCs. The properties of the CoFe/C system formed via the pyrolysis of macroheterocyclic cobalt and iron compounds on carbon materials (XC-72 soot and multiwall nanotubes (MNTs)) are described for the first time. According to XPS data, the surface of the CoFe/C catalytic systems is enriched with carbon (95.5 at %) and contains nitrogen (2 at %), oxygen (2 at %), and metals (0.5 at %). According to the results from electrochemical measurements under model conditions, the CoFe/MNT catalytic systems approaches 60% Pt/C (HiSPEC9100) commercial platinum catalyst according to their activity in the oxygen reduction reaction in an alkaline medium (0.5 M KOH). The half-wave potentials are 0.85 and 0.88 V for CoFe/MNT and 60% Pt/C (HiSPEC9100) catalysts, respectively. The maximum specific powers of hydrogen–oxygen FCs with anion-conducting electrolytes are 210 mW/cm2 (60% Pt/C (HiSPEC9100) based cathode) and 180 mW/cm2 (CoFe/MNT based cathode). The characteristics of a membrane electrode assembly with a non-platinum cathode correspond to the best analogs described in the literature. The results of this work show the prospects for further studies on scaling this technology for the synthesis of the proposed non-platinum cathode catalysts and optimizing the architecture of the membrane electrode assembly of FCs based on them.

Об авторах

O. Korchagin

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry

Автор, ответственный за переписку.
Email: oleg-kor83@mail.ru
Россия, Moscow, 199991

V. Bogdanovskaya

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry

Email: oleg-kor83@mail.ru
Россия, Moscow, 199991

M. Tarasevich

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry

Email: oleg-kor83@mail.ru
Россия, Moscow, 199991

A. Kuzov

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry

Email: oleg-kor83@mail.ru
Россия, Moscow, 199991

G. Zhutaeva

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry

Email: oleg-kor83@mail.ru
Россия, Moscow, 199991

M. Radina

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry

Email: oleg-kor83@mail.ru
Россия, Moscow, 199991

V. Novikov

Mendeleev Russian University of Chemical Technology

Email: oleg-kor83@mail.ru
Россия, Moscow, 125047

V. Zharikov

Mendeleev Russian University of Chemical Technology

Email: oleg-kor83@mail.ru
Россия, Moscow, 125047

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2016

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».