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. 646-656

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

В. А. Богдановская a, c, *, И. Е. Вернигор a, c, М. В. Радина a, П. А. Синицын b, В. Н. Андреев a, c, Н. Ф. Никольская a

a Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
119071 Москва, Ленинский проспект, 31, корп. 4, Россия

b Сколковский институт науки и технологий
121205 Москва, Большой бул., 30, стр. 1, Россия

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

* E-mail: bogd@elchem.ac.ru

Поступила в редакцию 07.08.2023
После доработки 14.08.2023
Принята к публикации 21.08.2023

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.

Ключевые слова: биметаллический катализатор, реакция окисления водорода, щелочной электролит, углеродные нанотрубки, оксиды никеля, структура, гидрофобно-гидрофильные свойства

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 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