1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физикохимия поверхности и защита материалов
  4. T. 59, № 6, 2023

Физикохимия поверхности и защита материалов, 2023, T. 59, № 6, стр. 577-585

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

К. Ю. Виноградов a, *, Р. В. Шафигулин a, С. В. Востриков b, Е. А. Мартыненко b, В. В. Подлипнов a, А. В. Буланова a

a Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева
443086 Самара, ул. Московское шоссе, 34, Россия

b Самарский государственный технический университет
443100 Самара, ул. Молодогвардейская, 244, Россия

* E-mail: winyur@yandex.ru

Поступила в редакцию 18.07.2023
После доработки 25.07.2023
Принята к публикации 01.08.2023

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

  1. Borup R.L. et al. // Current Opinion in Electrochemistry. 2020. V. 21. P. 192–200.

  2. Ott S. et al. // J. Electrochemical Society. 2022. V. 169. № 5. P. 054520.

  3. Wang L. et al. // J. Energy Chemistry. 2019. V. 39. P. 77–87.

  4. Muhyuddin M. et al. // J. Power Sources. 2023. V. 556. P. 232416.

  5. Liu M. et al. // Advanced Materials. 2019. V. 31. № 6. P. 1802234.

  6. Wu D. et al. // ChemNanoMat. 2020. V. 6. № 1. P. 32–41.

  7. Wu J., Yang H. // Accounts of chemical research. 2013. V. 46. № 8. P. 1848–1857.

  8. Shafigulin R.V. et al. // Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis. 2021. V. 133. № 1. P. 455–465.

  9. Chen K. et al. // J. Colloid and Interface Science. 2021. V. 582. P. 977–990.

  10. Yoo D.J. et al. // New J. Chemistry. 2018. V. 42. № 17. P. 14386–14393.

  11. Samad S. et al. // International J. Hydrogen Energy. 2018. V. 43. № 16. P. 7823–7854.

  12. Wang C., Astruc D. // Progress in Materials Science. 2018. V. 94. P. 306–383.

  13. Sing K.S.W. // Pure and Applied Chemistry. 1985. V. 57. № 4. P. 603–619.

  14. Xiao T.C. et al. // J. Catalysis. 2001. V. 202. № 1. P. 100–109.

  15. Dufresne P. et al. // J. Physical Chemistry. 1981. V. 85. № 16. P. 2344–2351.

  16. Wu J. et al. // J. Power Sources. 2013. V. 227. P. 185–190.

  17. Martynenko E.A. et al. // J. Applied Electrochemistry. 2023. V. 53. № 4. P. 645–659.

  18. Bulanova A.V. et al. // Catalysts. 2022. V. 12. № 9. P. 1013.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физикохимия поверхности и защита материалов

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал