Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Разработка и формирование катализаторов Pt/C для низкотемпературных топливных элементов

Диссертация: Разработка и формирование катализаторов Pt/C для низкотемпературных топливных элементов
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Нами показано, что в ряду традиционно используемых в пропиточиых методах восстановителей и щелочных агентов, при прочих равных условиях, наиболее подходящим осадителем является «ЫаООСН, так как он не даёт побочного эффекта металлизации поверхности реактора, как это наблюдается в случае НСНО, К2Н2 и С2Н4(ОН)2, и осаждение платины из растворов ЫаООСНШа2СОз в отсутствии определенного типа носителей… Читать ещё >

Разработка и формирование катализаторов Pt/C для низкотемпературных топливных элементов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
    • 1. 1. Топливные элементы и их классификация
    • 1. 2. Носители для катализаторов низкотемпературных топливных элементов
      • 1. 2. 1. Сажи
      • 1. 2. 2. Углеродные нанотрубки (филаментарный углерод)
      • 1. 2. 3. Мезопористые материалы
        • 1. 2. 3. 1. Упорядоченные мезопористые материалы (УММ)
        • 1. 2. 3. 2. Углеродные гели
        • 1. 2. 3. 3. Сибуниты
    • 1. 3. Электрокатализаторы
      • 1. 3. 1. Компонентный состав
      • 1. 3. 2. Каталитические яды
      • 1. 3. 3. Способы получения высокопроцентных нанесенных катализаторов
        • 1. 3. 3. 1. Коллоидные методики
        • 1. 3. 3. 2. Микроэмульсионный метод
        • 1. 3. 3. 3. Пропиточные методики
        • 1. 3. 3. 4. Гидролиз хлоридных комплексов Р^1У) и Р ((П) в водных растворах
      • 1. 3. 4. Влияние размера частиц платины на их каталитическую активность в реакции электровосстановления кислорода
    • 1. 4. Методы электрохимического охарактеризования и исследования электрокаталитической активности катализаторов
      • 1. 4. 1. Поляризационная кривая
      • 1. 4. 2. Спектроскопия электрохимического импеданса
      • 1. 4. 3. Циклическая вольтамперометрия
      • 1. 4. 4. Электроокисление адсорбированного СО

Низкотемпературные топливные элементы (ТЭ) с полимерными протонопрвводящими мембранами в качестве твердого электролита рассматриваются как альтернатива существующим источникам энергии. Их основные достоинства — высокий КПД, крайне низкий уровень вредных выбросов, бесшумность работы и широкий спектр применения (производство электроэнергии, электропитание компьютеров, сотовых телефонов, портативных видеокамер, энергоустановки в автомобилях). Сердцем ТЭ является мембранно-электродный блок (МЭБ), где протекают все электрохимические процессы. По своей сути МЭБ является совокупностью двух электрохимических реакторов с неподвижным слоем катализатора и диффузионной «подачей» реагентов к катализатору. Его требуемая структура и условия оптимального функционирования довольно сложны. Во-первых, должна поддерживаться развитая поверхность контакта трёх фаз: протонопроводящего полимера, металлического катализатора, как правило, диспергированного на поверхности углеродного магериала, и газовой (или жидкой) среды. Во-вторых, частицы углеродного носителя и протонопроводящего полимера должны образовывать взаимосвязанные ажурные структуры, обеспечивающие надёжный токосъём и протонную проводимость, соответственно, но при этом должна обеспечиваться и развитая пористая структура каталитического слоя. В третьих, толщина каталитических слоев, а также их пористая структура и гидрофобно-гидрофильные свойства пор должны обеспечивать отсутствие диффузионных ограничений для протекания электрохимических процессов, что является основным фактором повышения мощности ТЭ. Поэтому на протяжении всего периода совершенствования ТЭ основные усилия концентрируются на снижении толщины каталитических слоев в мем-бранно-электродных блоках за счёт уменьшения объёма катализатора. При этом весовое содержание металла и его дисперсность в катализаторе увеличивают, однако, в целом, из-за существенного уменьшения толщины получаемого каталитического слоя, содержание благородных металлов на единице поверхности мембранно-электродного блока падает при сохранении требуемой мощности ТЭ.

Последовательные этапы совершенствования структуры МЭБ описаны в [1] и схематически отражены ниже.

1967;1989 гг. 1986;1993 гг. 1992;. гг.

Удельная активность (при 0.5 В) и содержание /V на катоде: 0.5 А/мг Ре, 4.5 А/мг Ре, 20 А/мг Р1,.

4 мг/см2 0.45 мг/см2 0.13 мг/см2.

50 мкм 3 мкм.

Рис. 1.1. Эволюция мембранно-электродного блока.

Следует отметить, что в настоящее время отсутствуют надежные и технологичные методики синтеза катализаторов с содержанием платины 10−40 вес. % при условии обеспечения высокой дисперсности нанесенного металла. В основе большинства известных методик лежит принцип формирования коллоидов металла и осаждения их на носитель, что требует использования дефицитных реагентов, органических растворителей или высоко-разбавленных водных растворов (коллоиды устойчивы лишь при сильном разбавлении).

Введение

поверхностно-активных веществ для стабилизации коллоидов приводит к проблеме их последующего удаления, так как они блокируют поверхность активного компонента. В связи с этим, требуется разработка новых технологичных, экологически чистых методов синтеза высокопроцентных электрокатализаторов.

Основной целью настоящей диссертации является разработка высокоэффективных катодных электрокатализаторов Р^С для низкотемпературных топливных элементов.

Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:

1. Разработка простой и технологичной методики синтеза высокопроцентных катализаторов МС (10−40 вес. %);

2. Изучение закономерностей формирования таких катализаторов: получение зависимости дисперсности нанесённой платины от условий осаждения, содержания мета/та и природы углеродного носителя и его сорбционной емкости, выявление закономерностей образования и роста частиц металла на поверхности этих носителей- 3. Исследование высокопроцентных платиновых катализаторов в ячейке водородного топливного элемената с протон проводящим электролитом (ТЭППЭ).

выводы.

1. Разработана простая и технологичная методика синтеза высокопроцентных каха-лизаторов Pt/C (10−40 вес. %).

В рамках традиционных методик гидролитического осаждения платины с применением в качестве жидкофазных восстановителей С2Н4(ОН)2, НСОН, NaOOCH, N2H4 в щелочной среде показано, что при заданных условиях наиболее перспективными восстановителями и щелочными агентами являются NaOOCH и Na2C03, соответственно.

Оптимизированы основные параметры процесса синтеза таких катализаторов, а именно: температура осаждения платины, соотношения Н2Р1-С1б/щелочной агент и Н2Р1С1б/восстановитель.

Показано, что дисперсность катализаторов Pt/C определённым образом зависит от предварительной модификации поверхности углей и содержания на них микропримесей (Fe, S), а также от введения посторонних электролитов (КСЮ4, NaCl, NaN03) в раствор H2PtCl6.

2. Изучены закономерности формирования электрокатализаторов Pt/C.

Впервые показано, что осаждение платины на носитель при действии NaOOCH при рН 6−7 протекает на зародышах металлической платины, образующихся в результате са IV мопроизвольного восстановления хлоридных комплексов Pt на поверхности угля в момент контакта с раствором H2PtCl6.

Установлена связь между дисперсностью получаемых катализаторов Pt/C и сорб-ционной емкостью углеродных носителей (сажи, Сибуниты) в отношении PtCl62'.

Выявлена зависимость дисперсности катализаторов, приготовленных в «оптимальных» условиях, от поверхностной концентрации нанесённой платины. Показано, что в случае химически немодифицированных углей эта зависимость принимает универсальный вид, несмотря на различия в природе таких носителей, в их субструктурных и текстурных свойствах.

3. Выполнено сравнительное исследование катодных электрокатализаторов Pt/Сибунит и Pt/Vulcan ХС-72 в ячейке водородного топливного элемента.

Впервые продемонстрирована высокая эффективность катодных платиновых катализаторов, нанесённых на носители семейства Сибунит с поверхностью 72−415 м2/г, в составе низкотемпературных топливных элементов. Показано, что удельная активность плал тины на носителе Сибунит 20П (292 м /г), выше в 4 раза в кислороде и в 6 раз на воздухе в сравнении с активностью платины на саже Vulcan ХС-72 (210 м2/г). Обнаруженный эффект объяснён различиями носителей в пористой структуре.

Разработан высокоэффективный катодный катализатор 40 вес.% Р^Сибунит 1562П (450 м2/г), который превосходит по своим физико-химическим характеристикам один из лучших коммерческих аналогов (40 вес.% Р1/Уи1сапХС-72, Шэрес 4000,1. МаЯЬеу). В реакции электровосстановления кислорода его активность, отнесенная на единицу массы Р^ в 2 раза выше, чем у коммерческого образца. Высокая эффективность приготовленного катализатора объясняется более высокой дисперсностью активного компонента и различиями в коррозионной стойкости носителей.

БЛАГОДАРНОСТИ.

Автор глубоко признателен своим научным руководителям, рецензентам, а также всем сотрудникам Института катализа, принимавшим участие в выполнении данной диссертации. Особая благодарность выражается Романенко Анатолию Владимировичу, Симонову Павлу Анатольевичу, Симонову Александру Николаевичу, Бобровской Алесе Николаевне, Савиновой Елене Романовне, Кайзеру Георгу, Лебедевой Наталье Павловне, Малланту Рональду, Бухтиярову Валерию Ивановичу, Зайковскому Владимиру Ивановичу, Черепановой Светлане Витальевне.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

По результатам анализа литературных данных из всего многообразия методов синтеза высокопроцентных платиновых катализаторов мы остановились на методиках, заключающихся в гидролитическом осаждении предшественника платины на углеродный носитель в присутствии восстановителя. Преимущество данных методик заключается в простоте исполнения и доступности используемых реагентов. Однако катализаторы, получаемые по описанным в литературе методикам, отличаются плохой воспроизводимостью и низкой дисперсностью при высоком весовом содержании металла, а также широким распределением частиц нанесенной платины по размерам.

Нами показано, что в ряду традиционно используемых в пропиточиых методах восстановителей и щелочных агентов, при прочих равных условиях, наиболее подходящим осадителем является «ЫаООСН, так как он не даёт побочного эффекта металлизации поверхности реактора, как это наблюдается в случае НСНО, К2Н2 и С2Н4(ОН)2, и осаждение платины из растворов ЫаООСНШа2СОз в отсутствии определенного типа носителей кинетически затруднено. В таких растворах платина не осаждается на поверхность 8Ю2, у-АЬОз, так как эти носители, в отличие от угля, не вступают в окислительно-восстановительное взаимодействие с комплексами платины, и на их поверхности кинетически затруднённая реакция восстановления РЬРЮб формиат-ионом не идет. Таким образом, применение данных реагентов позволяет целенаправленно осаждать платину на поверхность углеродного носителя. Дисперсность синтезируемых этим методом катализаторов оказалась наиболее высока.

Обнаружено, что осаждение платины протекает автокаталитически. В частности, скорость осаждения значительно возрастает в присутствии платиновой черни и катализатора Р (1/8Ю2. Высказано предположение, что гидролиз платины в присутствии восстановителя протекает на зародышах металлической платины, образующихся в результате восстановительной сорбции предшественников активного компонента — хлоридных комплексов Р11У — на поверхности угля. Установлена связь между дисперсностью получаемых катализаторов Р1/С и сорбционной емкостью углеродных носителей в отношении предшественника активного компонента.

Проведена оптимизация основных стадий методики синтеза катализаторов: исследованы влияние температуры осаждения платины, электролитного состава суспензии, физико-химических свойств углеродных носителей и их поверхностных примесей на дисперсность этих катализаторов. Обнаружено, что важную роль в формировании активного компонента катализатора играет восстановительная способность носителя по отношению.

105 к платине. При этом использованные подходы к модификации поверхности углеродного носителя негативно отражаются на дисперсности катализаторов. В частности, окисление поверхности углей приводит к снижению их сорбционной емкости в отношении предшественника за счет снижения их восстановительной способности. Следовательно, снижается количество центров фиксации частиц Р1 на поверхности угля, и, в конечном счёте, дисперсность катализаторов.

Полученные результаты позволили определить подходы к вариации дисперсности синтезируемых катализаторов в рамках разработанной методики. Так, нанесение платины на углеродный носитель в несколько стадий с промежуточной сушкой и восстановлением в токе водорода позволяет существенно повысить дисперсность частиц металла за счет того, что на каждой последующей стадии нанесения активного компонента в качестве предшественника используется высокодисперсный Р1/С катализатор. При этом, с одной стороны, осуществляется химическое наращивание уже имеющихся частиц, с другой стороны, благодаря промежуточному восстановлению образца в токе водорода, наблюдается образование и рост новых частиц платины за счет восстановительной сорбции на самом носителетем самым общая дисперсность катализатора возрастает. Такая схема формирования катализаторов Р (УС согласуется с результатами математических расчетов дисперсности катализаторов.

Получена зависимость дисперсности катализаторов, полученных по базовой методике, от поверхностной концентрации платины на различных мезопористых углеродных носителях. Данная зависимость, построенная в логарифмических координатах, имеет линейный вид практически для всех использованных в работе углеродных носителей. В случае одностадийного синтеза по базовой методике наблюдается преимущественный рост уже имеющихся центров зародышеобразования и роста частиц платины. Предложена модель формирования нанесённых платиновых катализаторов, которая подразумевает возникновение и рост частиц платины на поверхностных центрах носителя. В рамках этой модели дано математическое обоснование зависимости дисперсности металла от его содержания на носителе. Таким образом, в случае использования базовой методики синтеза можно прогнозировать дисперсность получаемого катализатора Р1УС исходя из знаний о текстурных свойствах УН.

В ряду исследованных носителей образование и рост частиц Рг происходит преимущественно на поверхности макрои мезопор. Следует указать, что катализаторы с таким распределением активного компонента по поверхности УН могут быть перспективными в области разработки ТЭППЭ, поскольку известно, что активность подобных электрокатализаторов обычно выше, так как в крупных порах эффективнее подвод реагентов и отвод продуктов реакции.

Для исследования в ячейке водородного ТЭППЭ синтезирован электрокатализатор 40 вес.% Р1-/Сибунит по методике, предполагающей нанесение активного компонента в три стадии. Он характеризуется узким распределением частиц по размерам и их высокой дисперсностью (С0/И=0.32), что подтверждено рядом физико-химических и электрохимических методов (РФА, ПЭМ, электроокисление адсорбированного СО, ЦВА).

Катализатор тестировали в ячейке водородного ГЭППЭ в сравнении с широкодоступным коммерческим аналогом 40 вес.% Р (У/и1сап ХС-72. Оба катализатора показали сравнимую удельную активность в реакции электрохимического восстановления кислорода, степень использования и протонную проводимость практически во всем диапазоне весового содержания протонопроводящего иономера Ршшоп. Однако разработанный катализатор практически вдвое превзошел коммерческий по активности, отнесенной на единицу массы Р1, а также показал повышенную стабильность в условиях функционирования ТЭППЭ. Преимущество разработанного катализатора обусловлено более высокой дисперсностью и однородностью частиц нанесенной Р1-, а так же повышенной коррозионной стойкостью углей семейства Сибунит по сравнению с традиционно используемыми сажа-ми. Это создаёт предпосылки к дальнейшему развитию методов синтеза и продвижению высокопроцентных Р1/С электрокатализаторов в области альтернатиных источников энергии, в частности, ТЭППЭ.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Chan Kw.-Yu., Ding J., Ren J., Cheng Sh, Tsan K.Y. Supported mixed metal nanoparticles as electrocatalysts in low temperature fuel cells // J. Mater. Chern. N 14. — 2004. — P. 505 516.
  2. Ehrburger P., Herque J. J. and Donnett J. B. // Proc. 5th London Int. Carbon Graphite Conf. 1978. V. 3. 1979. — P. 104.
  3. Ermete A. Carbon supports for low-temperature fuel cell catalysts // Applied Catalysis B: Environment al V. 88. — 2009. — P. 1−24.
  4. Mukerjee S., McBreen, J. Effect of particle size on the electrocatalysis by carbon-supported Pt electrocatalysts: an in situ XAS investigation // Journal of Electroanalytical Chemistry V. 448. — 1998. — P.163−171.
  5. Kunchan L., Zhang J., Wang H. Wilkinson Progress in the synthesis of carbon nano-tubc- and nanofiber-supported Pt electrocatalysts for РЕМ fuel cell catalysis // Journal of Applied Electrochemistry V. 36. — 2006. — P. 507−522.
  6. A.B., Симонов П. А. Углеродные материалы и их химико-физические свойства // Промышленный катализ в лекциях № 7 — 2007. — С. 128.
  7. Hirua Н., Ebbesen T.W., Tanigaki К. Opening and purification of carbon nanotubes in high yields // Adv.Mater. V. 7. — 1995. — P. 275.
  8. Li W., Liang C. Qiu J., Zhou W., Wei Z., Sun G., Xin Q. Carbon nanotubes as support for cathode catalyst of a direct methanol fuel cell // Carbon V. 40. — 2002. — P. 787 -803.
  9. Ning-Yih H., Chun-Ching C., King-Tsai J. Characterization and enhancement of carbon nanotube-supported PtRu electrocatalyst for direct methanol fuel cell applications // Applied Catalysis B: Environmental V. 84. — 2008. — P. 196−203.
  10. Yu R., Chen L., Liu Q., Tan K.L., Ng S.C., Chan H.S.O., Xiu G.Q., Hor T.S.A. Platinum Deposition on Carbon Nanotubes via Chemical Modification // Chem. Mater V. 10 -1998.-P. 718.
  11. Jun S., Joo S.H., Ryoo R., Kruk M., Jaroniec M., Liu Z., Ohsuna Т., Terasaki O. Synthesis of New, Nanoporous Carbon with Hexagonally Ordered Mesostructure // Am. Chem. Soc. -V. 122.-2000.-P. 107−112.
  12. Ma Z., Kyotani Т., Tomita A., Preparation of a high surface area microporous carbon having the structural regularity of Y zeolite // Chem. Commun V. 23 — 2000 — P. 2365−2366.
  13. Stein A. Highlights of Recent Progress in Microporous and Mesoporous Solids // Adv. Mater-V. 15. 2003. — Advances 763.
  14. Zakhidov A.A., Baughnian R.H., Iqbal Z, Cui C., Khayrullin I., Dantas S.O., Marti, J., Ralchenko, V.G. Carbon Structures with Three-Dimensional Periodicity at Optical Wavelengths // Science V. 282. — 1998. — P. 897.
  15. Chai G., Yoon S.B., Kang S" Choi J.-H., Sung Y.-E., Ahn Y.-S., Kim H.-S., Yua J.-S. Ordered uniform porous carbons as a catalyst support in a direct methanol fuel cell // Electro-chimica Acta V. 50. — 2004. — P. 823−826.
  16. Raghuveer V., Manthiram A. Mesoporous Carbon with Larger Pore Diameter as an Electrocatalyst Support lor Methanol Oxidation Electrochem // Solid-State Lett. V.7. — 2004. -P. A336-A339.
  17. Ryoo R., Joo S.H., Jun S., Tsubakiyama T., Terasaki O. Ordered Mesoporous Carbon Molecular Sieves by Templated Synthesis: Structural Varieties // Stud. Surf. Sci. Catal. V. 135.-2001.-P. 1121.
  18. Pekala R.W. Low density, resorcinol-formaldehyde aerogels. US patent 4 873 218,1989.
  19. Pekala R.W. Low density, resorcinol-formaldehyde aerogels. US patent 4 997 804,1991.
  20. Al-Muhtaseb S.A., Ritter J.A. Preparation and properties of resorcinol-formaldehyde organic and carbons gels // Adv. Matter V. 15. — 2003. — P. 101 -114.
  21. Dicks A.L. The role of carbon in fuel cells // Journal of Power Sources V. 156. -2006.-P. 128−141.
  22. Du H., Li B., Kang F., Fu R., Zeng Y. Carbon aerogel supported Pt-Ru catalysts for using as the anode of direct methanol fuel cells // Carbon V. 45. — 2005 — P. 429−435.
  23. Kaiser J., Simonov P.A., Zaikovskii V.I., Hartnig C. J. L., Savinova E.R. Influence of carbon support on the performance of platinum basedoxygen reduction catalysts in a polymer electrolyte fuel cell // J Appl Electrochem V. 37. — 2007 — P. 1429−1437.
  24. Lizcano-Valbuena W.H., Paganin V. A., Gonzalez E. R. Methanol electro-oxidation on gas diffusion electrodes prepared with Pt-Ru/C catalysts // Electrochimica Acta V. 47, -2002.-P. 3715−3722.
  25. Garcia G., Silva-Chong J.A., Guillen-Villafuerte O., Rodriguez J.L., Gonzalez, E.R., Pastor, E. CO tolerant catalysts for PEM fuel cells Spectroelectrochemical studies // Catalysis Today -V. 116. -2006. P. 415−421.
  26. Colmati F., Antolini E., Gonzalez E. R. Pt-Sn/C electrocatalysts for methanol oxidation synthesized by reduction with formic acid // Electiochimica Acta V. 50. — 2005. — P. 54 965 503.
  27. Xiong L., He T. Synthesis and characterization of carbon supported PtW catalysts from carbonyl complexes for oxygen electroreduction // Electrochemistry Communications V. 8.-2006.-P. 1671−1676.
  28. Roth C., Papworth A.J., Ilussain I., Nichols R.J., Schiffrin D.J. A Pt/Ru nanoparticu-late system to study the bifunctional mechanism of electro catalysis // Journal of Electroanalytical Chemistry V. 581. — 2005. — P. 79−85.
  29. Lizcano-Valbuena W.H., de Souza A., Paganin V.A., Leite C.A.P., Galembeck F., Gonzalez E.R. Performance of a DMFC Using Pt-Ru/C Catalysts Prepared by Reduction with Formic Acid // Fuel cells V. 2. — N 3−4. — P. 159−165.
  30. Lizcano-Valbuena W.H., Paganin V. A., Leite C.A., Galembeck F., Gonzalez E.R. Catalysts for DMFC: relation between morphology and electrochemical performance // Electro-chim. Acta-V. 48. 2003. — P. 3869.
  31. Zhou W., Zhou Z., Song S., Li W., Sun G., Tsiakaras P., Xin Q. Pt based anode catalysts for direct ethanol fuel cells // Applied Catalysis B: Environmental V. 46. — 2003. — P. 273−285.
  32. Gurau B., Smotkin E.S. Methanol crossover in direct methanol fuel cells: a link between power and energy density // J. Power Sources -N 112. 2002. — P. 3339.
  33. Lou Y., Maye M.M., Han L., Luo J., Zhong C.-J., Gold-platinum alloy nanoparticle assembly as catalyst for methanol electrooxidation // Chem. CommuN 2001. -P. 473−474.
  34. Xiong L., Kannan A.M. Manthiram A. Pt-M (M=Fe, Co, Ni and Cu) electrocatalysts synthesized by an aqueous route for proton exchange membrane fuel cells // Electrochemistry Communications N 4. — 2002. — P. 898−903.
  35. Martinez-Huerta M.V., Rojas S., Gomez de la Fuente J.L., Terreros P., Pena M.A., Fierro J.L.G. Effect of Ni addition over PtRu/C based electrocatalysts for fuel cell applications // Applied Catalysis B: Environmental N 69. — 2006. — P. 75−84.
  36. Choi J.H., Park K.-W., Kwon B.K., Sung Y.E. A polyaniline supported PtRu nano-composite anode and a Pd-impregnated nanocomposite Nafion membrane for DMFCs // J. Elec-trochem. Soc. -N 150. 2003. — P. A973.
  37. Reddington E., Sapienza A., Gurau B., Viswanathan R., Sarangapani S., Smotkin E. S. Mallouk, T.E. Combinatorial electrochemistry: A highly parallel, optical screening method for discovery of better electrocatalysts // Science N 280. — 1998. — P. 1735.
  38. Goetz M., Wendt H. Composite electrocatalysts for anodic methanol and methanol reformate oxidation // J. Appl. Electrochem. N 31. — 2001. — P. 811 -817.
  39. Jusys Z. Activity of PtRuMeOx (Me=W, Mo or V) catalysts towards metyanol oxidation and their characterization // J. of Power Sources N 105. — 2002. — P. 297−304.
  40. Vigier F., Coutanceau C., Pcrrard A., Belgsir E. M, Lamy, C. Development of anode catalysts for a direct ethanol fuel cell // Journal of Applied Electrochemistry N 34. -2004. — P. 439−446.
  41. Spinacer E. V., Linardi M. Neto A. O. Co-catalytic effect of nickel in the electro-oxidation of ethanol on binary Pt-Sn electrocatalysts // Electrochemistry Communications -N 7. 2005. — P. 365−369.
  42. Heinzel A., Barragan V.M. A review of the state-of-the-art of the methanol crossover in direct methanol fuel cells // J. Power Sources N 84. — 1999. — P. 70.
  43. Cruickshank J., Scott K. The degree and effect off methanol crossover in the direct methanol fuel cells // J. Power Sources -N 70. -1998. P. 40.
  44. Ricardo J., Salgado C., Antolini E., Gonzalez E.R. Carbon supported Pt-Co alloys as methanol-resistant oxygen-reduction electrocatalysts for direct methanol fuel cells // Applied Catalysis: B N 57. — 2005. — P. 283−290.
  45. Lu Y., Reddy R.G. The electrochemical behavior of cobalt phthalocyanine/platinum as methanol-resistant oxygen-reduction electrocatalysts for DMFC // Electrochimica Acta N 52. — 2007. — P. 2562−2569.
  46. Lee J. K., Choi J., Kang S.J., Lee J.M., Так Y., Lee J. Influence of copper oxide modification of a platinum cathode on the activity of direct methanol fuel cell // Electrochimica Acta-N 52. 2007. — P. 2272−2276.
  47. Jalan V.M., Taylor E. J // J. Electrochem. Soc. V. 130. — 1983 — P. 2299.
  48. Mukerjee S. Particle size and structural effects in platinum electrocatalysis // J of Applied electrochemistry V. 20. — 1990. — P. 537−548.
  49. Muklierjee S., Srinivasan S., Soriaga M.P., McBreen J. Role of Structural and Electronic Properties of Pt and Pt Alloys on Electrocatalysis of Oxygen Reduction// J. Electrochem. Soc. V. 142.- 1995.-P. 1409.
  50. Toda Т., Igarashi H., Uchida H., Watanabe M. Enhancement of the Electroreduction of Oxygen on Pt Alloys with Fe, Ni, and Co // J. Electrochem. Soc. V. 146 — 1999. — P. 3750.
  51. Gasteiger H.A., Kocha S.S., Sompalli В., Wagner F.T. Activity benchmarks and requirements for Pt, Pt-alloy, and non-Pt oxygen reduction catalysts for PEMFCs // Appl. Catalysis B: Environmental N 56. — 2005 — P. 9−35.
  52. Г. К. Гетерогенный катализ. M.: Наука. 1988. — 304 с.
  53. Н. G., Allen R. J. // U.S. Patent no. 4,044,193 1977. — 156−35.
  54. Watanabe M., Uchida M., Motoo S. Preparation of highly dispersed Pt +Ru alloy clusters and the activity for the electrooxidation of methanol // Journal of Electroanalytical Chemistry V. 229. -N 1−2. — 1987. — P. 395−406.
  55. Antolini E., Giorgi L., Cardellini F., Passalacqua E. Physical and morphological characteristics and electrochemical behaviour in РЕМ fuel cells of PtRu/C catalysts // J. Solid Electeochem N 5. — 2001. — P. 131−140.
  56. Giordano N., Passalaqua E., Pino L., Arico A.S., Antonucci V., Vivaldi M., Kinoshita K. Analysis of platinum particle size and oxygen reduction in phosphoric acid // Electrochimica Acta-N36. 1991.-P. 1979.
  57. Antolini E., Cardellini F., Giacometti E., Squadrito S. Study on the formation of Pt/C catalysts by non-oxidized active carbon support and a sulfur-based reducing agent // J. of Material Sience -N 37. 2002. — P. 133−139.
  58. Cheng Y., Ping Q.X., Huang Y.Q., Zhu W.T. Methanol electro-oxidation on meso-carbon microbead supported Pt catalysts // Carbon N 40. -2002. — P. 2375−2380.
  59. Bonneman H. Ryan R. Nanomaterials as precursors for electrocatalysts // Catalysis and electrocatalysis at nanoparticle surfaces / Ed. Weickowski, A. Marcel Dekker, inc., New York, Basel. — 2003. — P. 343−378.
  60. Liu Z, Ling X.Y., Lee J.Y., Su X., Gan L.M. Nanosized Pt and PtRu colloids as precursors for direct methanol fuel cell catalysts // J. Mater. Chem, N 13. — 2003. — P. 3049−3052.
  61. Zhou Z., Wang S" Zhou W" Wang G., Jiang L., Li W., Song S. Liu J., Sun G., Xin Q. Novel synthesis of highly active Pt/C cathode electrocatalyst for direct methanol fuel cell // Chem. Commun N 5. — 2003. — P. 394−395.
  62. Dickinson A.J., Carrette L.P.L., Collins J.A., Friedrich K.A., Stimming U. Preparation of a Pt/Ru/C catalyst from carbonyl complexes for fuel cell applications // Electrochimica Acta N 47. — 2002. — P.3733 — 3739.
  63. Xiong L., He T. Synthesis and characterization of carbon supported PtW catalysts from carbonyl complexes for oxygen electroreduction // Electrochemistry Communications N 8.-2006.-P. 1671−1676.
  64. Escudero M. J., Hontanon E., Schartz S., Bouotonnet M., Daza L. Development and performance characterisation of new electrocatalysts for PEMFC // Journal of Power Source V. 106.-2002.-P. 206−214.
  65. Liu Z., Lee J.Y., Han M., Chen W., Gan L.M. Synthesis and characterization of PtRu/C catalysts from microemulsions and emulsions // J. Mater. Chem. V. 12. — 2002. — P. 2453−2458.
  66. Pozio A., De Francesco M., Cemmi A., Cardellini F., Giorgi L. Comparison of high surface Pt/C catalysts by cyclic voltammetry // Journal of Power Sources N 105. — 2002. — P. 13−19.
  67. Zhou Z., Wang S., Zhou W., Jiang L., Wang G., Sun G., Zhouc В., Xin Q., Preparation of highly active Pt/C cathode electrocatalysts for DMFCs by an improved aqueous impregnation method // Phys. Chem. Chem. Phys. -N 5. 2003. — P. 5485−5488.
  68. A.B. Ушакова H. И. // Журнал неорганической химии Т. 7. — 1962.1. С. 487.
  69. Н.М., Птицын Б.В.,. Пастухова, Е. Д. Гидролиз хлороплатината калия //Журн. Неорг. Химии.-Т. 10.-В. 5, — 1965.-С. 1058−1061.
  70. Dreyer R., Dreyer J., Einige Untersuchungen zur Hydrolyse von K2PtCl6. in wassri-gen Losungen // Z. Chem. V. 4 — 1963 — P.151.
  71. Blasius E., Preetz W., Shmitt R.J. Untersuchung des Verhaltens der chlorokomplexe der platinelemente in Losung und an anionenaustauschern // J. Inorg. Nucl. Chem. V. 19 -1961.-P. 115.
  72. Carr C., Goggin P.L., Goodfellow R.J. A 195Pt NM.R. Study of the Solvolysis Products of PtCl6.2″ // Inorg. chim. acta. V. 81. — 1984. — P. 25−26.
  73. Spieker W.A., Liu J., Miller J.T., Kropf A.J., Regalbuto J.R. An EXAFS study of the co-ordination chemistry of hydrogen hexachloroplatinate (IV) 1. Speciation in aqueous solution // Appl. Catal. A: General. V. 232. — 2002. -P. 219−235.
  74. С.И., Езерская H.A., Прокофьева И. В., Федоренко Н. Ф., Шленская, В.И., Вельский, Н. К Аналитическая химия платиновых металлов //. М.: Наука, — 1972. -616 С.
  75. A.A., Шагисултанова Г. А. К вопросу о прочности комплексных соединений двухвалентной платины // Журн. Неорг. Химии. 1960. — т. 5. — вып. 2 — С. 280 282.
  76. Elding L.I., Leden I. On the stepwise dissociation of the tetrachloridoplatinate (II) ion in aqueous solution // Acta Chem. Scand. V. 20. — 1966. — P. 706−715.
  77. H.M., Птицын Б. В., Горбачева И. И. О гидролизе хлороплатинита калия. //Журнал Неорганической Химии Т. 10. — В.5. — 1965. — С. 1051−1057.
  78. A.A., Кукушкин Ю. Н. О кинетике гидратации хлороплатинита калия // Журнал Неорганической Химии Т. 6. — В. 2. -1961. — С. 306−308.
  79. A.A., Шагисултанова Г. А. О константах нестойкости комплексов платины // Изв. АН СССР, Сер. ОХН. Т.4. — 1963. — С. 585−596.
  80. Masahiro W., Haruhiko S., Stonehart P. The influence of platinum crystallite size on the electroreduction of oxygen // Journal of Electroanalytical Chemistry V. 261. — 1989 — P. 375−387.
  81. Watanabe M., Saegusa S., Stonehart P. High platinum electrocatalyst utilizations for direct methanol oxidation // Journal of Electroanalytical Chemistry V. 271. — 1989. — P. 213 220.
  82. Vogel W.M., Baris J. M. The reduction of oxygen on platinum black in acid elec-trilytes // Electrochem Acta V. 22. — 1977. — P. 1259.
  83. Kunz H.R., Gruver G. A. The catalytic activity of platinum supported on carbon for electrochemichal oxigen reduction in phosphoric acid // J. Electrochem. Soc. V.112. — 1975. -P. 1279.
  84. Blurton K.F., Greenburg P., Oswin G.H., Rutt D.R. The electrochemichal activity of dispersed platinum // J. Electrochem. Soc. V. 119. — 1972. — P. 559.
  85. Bregoli L.J. The ifluence of platinum cristalline size on the electrochemichal reduction of oxygen phosphoric acid // Electrochim. Acta V. 23. — 1978. — P. 489.
  86. Peuckert M., Yoneda T., Dalla B., R. A., Boudart MJ. Electrochem. Soc. V. 113. -1986-P. 944−947.
  87. Maillard F., Simonov P. A. and. Savinova E. R. Carbon Materials as Supports for Fuel Cell Electrocatalysts // Carbon Materials for Catalysis, Edited by Philippe Serp and Jos’e Luis FigueiredoCopyright © 2009 John Wiley & Sons, Inc.
  88. Barbir F. PEM fuel cells: theory and practice. New York: Elsevier/Academic Press-2005.
  89. Hirschenhofer JH, Stauffer DB, Engleman RR, Klett MG. Fuel cell handbook, 4th ed. DOE/FETC-99/1076. Reading, PA: Parsons Corporation- 1998. p. 2.5−6
  90. Ju H., Wang C.Y. Experimental validation of a PEM fuel cell model by current distribution data // J Electrochem Soc V. 151. — 2004. — P. A1954−1960.
  91. Srinivasan S., Ticianelli E.A., Derouin C.R., Redondo A. Advances in solid polymer electrolyte fuel cell technology with low platinum loading electrodes // J Power Sources V. 22. -1988.-P 359−375.
  92. Srinivasan S., Velew O.A., Parthasarathy A., Manko D.J., Appleby A.J. High energy efficiency and high power density proton bexchange membrane fuel cells—electrode kinetics and mass transport // J Power Sources V. 36 — N 3. — 1991. — P. 299−320.
  93. Kim J, Lee S.M., Srinivasan S. Modeling of proton exchange membrane fuel cell performance with an empirical equation // J Electrochem Soc V. 142 — N 8. — 1995. — P. 26 702 674.
  94. Bevers D- Wohr M, Yasuda K., Oguro, K. Simulation of a polymer electrolyte fuel cell electrode // J Appl Electrochem V. 27. — N 11. — 1997. — P. 1254−1264.
  95. Lee J.H., Lalk T.R., Appleby A.J. Modeling electrochemical performance in large scale proton exchange membranefuel cell stacks // J Power Sources V. 70 — N 2. — 1998. — P. 258−268.
  96. Squadrito G. Maggio G., Passalacqua E., Lufrano F., Patti A. Anempirical equation for polymer electrolyte fuel cell (PEFC) behaviour // J Appl Electrochem V. 29. — N 12.-1999.-P. 1449−1455.
  97. Pisani L., Murgia G., Valentini M. D’Agurnno B. A new semiempirical approach to performance curves of polymer electrolyte fuel cells // J Power Sources — V. 108. 2002. — P. 192−203.
  98. Antoine O., Bultel Y., Durand R. Oxygen reduction reaction kinetics and mechanism on platinum nanoparticles inside Nafions // J Electroanal Chem V. 499 — N 1. — 2001. -P. 85−94.
  99. Cooper K.R., Ramani V., Fenton J.M., Kunz H.R. Experimental methods and data analyses for polymer electrolyte fuel cells. Southern Pines, NC: Scribner Associates Inc.- 2005.
  100. Springer T.E., Zawodzinski T.A., Wilson M.S., Gottesfeld S. Characterization of polymer electrolyte fuel cells using AC impedance spectroscopy // J Electrochem Soc V. 143(2) — 1996.-P. 587−99.
  101. Romero-Castanon T., Arriaga L.G., Cano-Castillo U. Impedance spectroscopy as a tool in the evaluation of MEA’s // J Power Sources V. 118. — 2003. — P. 179−182.
  102. YuanX., Sun J.C., Blanco M., Wang H., Zhang J.J., Wilkinson D.P. AC impedance diagnosis of a 500W PEM fuel cell stack: Part I: stack impedance // J Power Sources V. 161 -N 2. — 2006. — P. 920−928.
  103. Koponen U., Kumpulainen H., Bergelin M., Keskinen J., Peltonen T., Valkiainen M., et al. Characterization of Pt based catalyst materials by voltammetric techniques // J Power Sources-V. 118-N 12.-2003.-P. 325−333.
  104. Wang M., Woo K., Lou T., Lou Y., Zhai Y., Kim D. Defining catalyst layer ingredients in PEMFC by orthogonal test and C-V method. // Int J Hydrogen Energy -V. 30 -N 4. -2005.-P. 381−384.
  105. Wang X., Hsing I., Yue P.L. Electrochemical characterization of binary carbon supported electrode in polymer electrolyte fuel cells // J Power Sources Y. 96. — 2001. — P. 282 287.
  106. Ralph T.R., Hards G.A., Keating J.E., Campbell S.A., Wilkinson D.P., David M. Low cost electrodes for proton exchange membrane fuel cells // J Electrochem Soc V. 144 — N 11.-1997.-P. 3845−3857.
  107. Dinli H. N, Ren X.M., Garzon F.H., Zelenay P., Gottesfeld S. Electrocatalysis in direct methanol fuel cells in-situ probing of PtRu anode catalyst surfaces // J Electroanal Chem -V. 491. 2000. — P. 222−233.
  108. Pozio A, Francesco M. De, Cemmi A., Cardellini F., Giorgi L. Comparison of high surface Pt/C catalysts by cyclic voltammetry. // J Power Sources V. 105 — N 1. — 2002. — P. 13−9.
  109. Song S.Q., Liang Z.X., Zhou W.J., Sun G.Q., Xin Q., Stergiopoulos V., Direct methanol fuel cells: the effect of electrode fabrication procedure on ME As structural properties and cell performance // J Power Sources V. 145. — 2005 — P. 495−501.
  110. Cheng X., Shi Z., Glass N., Zhang L., Zhang J., Song D.,. Liu Z.-S, Wang H., Shen J. A review of РЕМ hydrogen fuel cell contamination: Impacts, mechanisms, and mitigation // Journal of Power Sources V. 165. — 2007 — P. 739−756.
  111. Besancon В. M, Hasanov V., Imbault-Lastapis R., Benesch R., Barrio M., Molnvik M. J. Hydrogen quality from decarbonized fossil fuels to fuel cells // International journal of hydrogen energy V. 34. — 2009 — P. 2350 — 2360.
  112. V. A., Fenelonov V. В., Okkel L. G., Gonchrova О. V. Avdeeva L. В., Zaikovskii, V. I., Kuvshinov, G. G., Scmikolenov, V. A., Duplyakin, V. K., Baklanova, O. N. Plaksin, G. V. // React. Kinet. Catal. Lett.- V. 54. N 2. — 1995. — P. 381.
  113. A.P., Fenelonov V.B., Gavrilov V.Yu. // Pure Appl. Chem. -N 61. -1989.-P. 1913.
  114. JI. M. Рентгенография в неорганической химии: учебное пособие М.: Изд-во МГУ, — 1991. — 256 С.
  115. Hicks R.H., Yen Q.-J., Bell A. T. Effect of Metal-Support Interaction on the Chemisorptions of H2 and CO on Pd/Si02 and Pd/La203 // J. Catalysis V. 89. -N 2. — 1984. — P. 498−510.
  116. Fabish T.J., Schleifer D.E. Surface Chemistry and the Carbon Black Work Function //Carbon-N22(1). 1984. -P. 19−38.
  117. М.И., Калинкин И. П. Практическое руководство по фотометрическим методам анализа. Изд. 5-е, перераб. JL: Химия, 1986. — 184 С.
  118. И. А. Окисленный уголь. Киев: «Наукова Думка», — 1981. — 200С.
  119. В. Б. Введение в физическую химию формирования супрамолеку-лярной структуры адсорбентов и катализаторов Новосибирск: Издательство СО РАН, 2004. — 442 с.
  120. О. Э., Ивахнюк Г. К., Федоров Н. Ф. Модифицированные адсорбенты на основе технического углерода // Журнал прикладной химии Т. 4. — N 66. — 1993. — С. 777.
  121. В. С., Чуйко А. А. // Украинский химический журнал Т. 61. — 1995. -С. 102−104.
  122. Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ. Изд. 4-е. М.: КолосС, — 2003. — 480 С.
  123. Neyerlin К.С., Gu W., Jorne J., Gasteiger H.A. Effect of Relative Humidity on Oxygen Reduction Kinetics in a PEMFC // J Electrochem Soc Y.153. — 2006 — P. A1955.
  124. Maclas Perez M.C., Salinas-Martinez de Lecea С., Linares-Solano A. Platinum supported on activated carbon cloths as catalyst for nitrobenzene hydrogenation // Applied Catalysis A: General-V. 151. 1997 — P. 461−475.
  125. Auer E., Freund A., Pietsch J., Tacke T. Carbons as supports for industrial precious metal catalysts // Applied Catalysis A: General V. 173. — 1998 — P. 259−271.
  126. Coloma F., Sepulveda-Escribano A., Rodriguez-Reinoso F. // Journal of Catalysis -V. 154.- 1995.-P. 299−305.
  127. Machek V., Sourkova M., Ruzicka V. Effect of the structure of activated carbon on its saturation by hexachloroplatinic acid // Collect. Czech. Chem. CommuN N 46. — 1981. — P. 2178−2184.
  128. Zou Zh., Zou W., Wang S., Wang G., Jiang L., Li H., Sun G., Xin Q. Preparation of highly active 40wt.%Pt/C cathode electrocatalysts for DMFC via different routes // Catal. Today -N 93−95. 2004. — P. 523−528.
  129. Fu R., Lu Y., Xie W., Zeng H. The adsorption and reduction of Pt (IV) on activated carbon fibre // Carbon N 36. — 1998. — P. 19−23.
  130. A.H. Изучение природы взаимодействия H2PtCl6 с поверхностью углеродных носителей и его влияния на формирование адсорбционных катализаторов Pt/C: Автореферат дис. Канд. Хим. Наук: 02.00.15 / А. Н. Холодович. ИК СО РАН. Новосибирск, 2008. — с.
  131. Van Dam Н.Е., van Bekkum H. Preparation of platinum on activated carbon // J. Catallysis V. 131.- 1991. — P. 335−349.
  132. Prado-Burguete C., Linares-Solano A., Rodriguez-Reinoso F., Salinas-Martinez de Lecea C. The effect of oxygen surface groups of the support platinum dispersion in Pt/Carbon catalysts // J. Catallysis V. 115, — 1989. — P. 98−106.
  133. Coloma F., Sepulveda-Escribano A. Fierro J.L.G., Rodriguez-Reinoso F. Pre-pararion of platinum supported on pregraphitized carbon blacks // Lamgmuir. V. 10— 1994. — P. 750−755.
  134. Czaran E., Finster J., Schnabel K.N. Wechselwirkung zwischen Trageroberflache und Platinverbindung // Z. Anorg. Allg. Chem. B. 443. — 1978.- S. 175−184.
  135. Сох М., Pichugin A.A., El-Shafey E.I., Appleton Q. Sorption of precious metals onto chemically prepared carbon from flax shive // Ilydrometallurgy N 78. — 2005. — P. 137 144.
  136. Fraga M.A., Jordao E., Mendes M.J., Freitas M.M.A., Faria J.L., Figueiredo J.L. Properties of carbon-supported platinum catalysts: role of carbon surface sites // J. Catallysis V. 209. — 2002. — P. 355−364.
  137. Kim K.T., Chung J.S., Lee K.H., Kim Y.G. Preparation of carbon supported platinum catalysts: adsorption mechanism of anionic platinum precursor onto carbon support // Carbon V. 30. — 1992. — P. 467−475.
  138. Antolini E., Giorgi L., Pozio A. Passalacqua E. Influence of Nation loading in the catalyst layer of gas-diffusion electrodes for PEFC // J. Power Sources V. 77. — 1999. — P. 136.
  139. Sasikumar G.J.W. Ihm H. Dependence of optimum Nafion content in catalyst layer on platinum loading // J. Power Sources V. 132. — 2004. — P. 11.
  140. Makharia R., Mathias M.R., Baker D.R. Measurement of Catalyst Layer Electrolyte Resistance in PEFCs Using Electrochemical Impedance Spectroscopy // J. Electrochem. Soc V. 152. — 2005. — P. A970-A977.
  141. Uchida M., Fukuoka Y., Sugawara Y., EdaN., Ohta A. Effects of Microstructure of Carbon Support in the Catalyst Layer on the Performance of Polymer-Electrolyte Fuel Cells J.Electrochem.Soc V. 143. — 1996. — P. 2245.
  142. Janssen G.J.M., Sitters, E.F. // J. Power Sources V. 171. — 2007. — P. 8.
  143. Mauritz K.A., More State of Understanding of Nafion // Chem. Rev V. 104. -2004.-P. 4535−4586.
  144. Eikerling M., Kornyshev A.A. Electrochemical impedance of the cathode catalyst layer in polymer electrolyte fuel cells // J.Electroanal.Chem V. 475. — 1999. — P. 107.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!