Эффективный PtNi/унт катализатор для реакции окисления водорода в щелочном электролите

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Синтезированы PtNi катализаторы на углеродных нанотрубках (УНТ), подвергнутых предварительной обработке, и исследованы в реакции окисления водорода (РОВ) в щелочном электролите. Проведено сопоставление структурно-морфологических и электрохимических характеристик моноплатинового (Pt/УНТ) и биметаллического (PtNi/УНТ) катализаторов в РОВ при равном содержании платины и одинаковых УНТ. Установлено, что катализаторы, синтезированные на функционализованных в щелочи нанотрубках (УНТNaOH) значительно превосходят по стабильности и активности в РОВ PtNi катализаторы, синтезированным на УНТ, допированных азотом и моноплатиновый катализатор. Наибольшую активность в РОВ проявляет катализатор PtNi/УНТNaOH с массовым содержанием платины 10%, при отношении Pt : Ni равном 1 : 1. Основными параметрами, обеспечивающими высокие характеристики биметаллической системы являются: наличие на УНТNaOH активных центров для закрепления металлической фазы, содержание платины на поверхности катализатора, соотношение металлов.

Об авторах

В. А. Богдановская

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН; Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева

Email: bogd@elchem.ac.ru
Россия, 119071, Москва, Ленинский проспект, 31, корп. 4; Россия, 443086 , Самара, ул. Московское шоссе, 34

И. Е. Вернигор

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН; Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева

Email: bogd@elchem.ac.ru
Россия, 119071, Москва, Ленинский проспект, 31, корп. 4; Россия, 443086 , Самара, ул. Московское шоссе, 34

М. В. Радина

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Email: bogd@elchem.ac.ru
Россия, 119071, Москва, Ленинский проспект, 31, корп. 4

П. А. Синицын

Сколковский институт науки и технологий

Email: bogd@elchem.ac.ru
Россия, 121205, Москва, Большой бул., 30, стр. 1

В. Н. Андреев

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН; Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева

Email: bogd@elchem.ac.ru
Россия, 119071, Москва, Ленинский проспект, 31, корп. 4; Россия, 443086 , Самара, ул. Московское шоссе, 34

Н. Ф. Никольская

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: bogd@elchem.ac.ru
Россия, 119071, Москва, Ленинский проспект, 31, корп. 4

Список литературы

  1. Varcoe J.R., Atanassov P., Dekel D.R. et al. // Energy Environ. Sci. 2014. V. 7. P. 3135.
  2. Firouzjaie H.A., Mustain W.E. // ACS Catal. 2020. V. 10. P. 225
  3. Wang H., Wang R., Sui S. et al. // Automot. Innov. 2021. V. 4. P. 144.
  4. Talukder N., Wang Y., Nunna B.B. et al. // Catalysts. 2022. V. 12. P. 791.
  5. Shao Y., Dodelet J.-P., Wu G. et al. // Adv. Mater. 2019. V. 31. № 1807615.
  6. Hu C., Dai L. // Adv. Mater. 2019. V. 31. № 1804672.
  7. Zhang X., Zhang X., Zhao S. et al. // Electrochimica Acta. 2021. V. 370. № 137712.
  8. Vernigor I., Bogdanovskaya V., Radina M. et al. // Catalysts. 2023. V. 13. P. 161.
  9. Rheinlander P.J., Herranz J., Durst J. et al. // J. Electrochem. Soc. 2014. V. 161 P. 1448.
  10. Qiu Y., Xie X., Li W. et al. // Chinese J. Catalysis. 2021. V. 42. I. 12. P. 2094.
  11. Sheng W.C., Gasteiger H.A., Shao-Horn Y. // J. Electrochemical Society. 2010 V. 157. P. 1529.
  12. Durst J., Simon C., Hasche F., Gasteiger H. A. // J. Electrochemical Society. 2015. V. 162. P. 190.
  13. Hu J., Kuttiyiel K.A., Sasaki K. et al. // J. Electrochemical Society. 2018. V. 165. I. 15. P. 3355.
  14. Campos‑Roldán C.A., Alonso‑Vante N. // Electrochemical Energy Reviews. 2019. V. 2. № 2. P. 312.
  15. Cong Y., Yi B., Song Y. // Nano Energy. 2018. V. 44. P. 288.
  16. Wang Y., Wang G., Li G. et al. // Energy Environ. Sci. 2015. V. 8. P. 177.
  17. Li J., Ghoshal S., Bates M.K. et al. // Angew Chem Int. Ed. Engl. 2017 V. 56. I. 49. P. 15594.
  18. Lu S., Zhuang Z. // J. Am. Chem. Soc. 2017. V. 139. P. 5156.
  19. Sheng W., Bivens A.P., Myint M. et al. // Energy Environ. Sci. 2014. V. 7. P. 1719.
  20. Bakos I., Paszternák A., Zitoun D. // Electrochimica Acta. 2015. V. 176. P. 1074.
  21. Davydova E., Zaffran J., Dhaka K. et al. // Catalysts. 2018. V. 8. № 10. P. 454.
  22. Montserrat-Sisó G., Wickman B. // Electrochimica Acta. 2022. V. 420. P. 140425.
  23. Zhou Z., Liu Y., Zhang J. et al. // Electrochemistry Communications. 2020. V. 121. P. 106871.
  24. Богдановская В.А., Кузов А.В., Радина М.В. и др. // Электрохимия. 2020. Т. 56. С. 1083.
  25. Volfkovich Y.M., Sakars A.V., Volinsky A.A. // Int. J. Nanotechnol. 2005. V. 2. P. 292.
  26. Hussein L. // RSC Adv. 2016. V. 6. P. 13088.
  27. Bogdanovskaya V., Vernigor I., Radina M. et al. // Catalysts. 2021. V. 11. P. 1354.
  28. Bogdanovskaya V., Vernigor I., Radina M. et al. // Catalysts. 2023. V. 13. P. 161.
  29. Казаринов И.А., Волынский В.В., Клюев В.В. и др. // Электрохимическая энергетика. 2017. № 4. С. 173.
  30. Вольфкович Ю.М., Михалин А.А., Рычагов А.Ю. и др. // Электрохимия. 2020. Т. 56. С. 963.

Дополнительные файлы


© В.А. Богдановская, И.Е. Вернигор, М.В. Радина, П.А. Синицын, В.Н. Андреев, Н.Ф. Никольская, 2023