350 руб
Журнал «Наукоемкие технологии» №10 за 2013 г.
Статья в номере:
Получение наноструктурных электрокаталитических материалов на углеродных носителях методом ионно-плазменного распыления платиновых металлов
Ключевые слова: ионно-плазменное распыление магнетронное распыление наночастицы платины на углеродном носителе электрокатализаторы для систем с твердым полимерным электролитом биметаллические электрокатализаторы
Авторы:
А.А. Федотов - инженер-исследователь, ЦФХТ НИЦ «Курчатовский институт» (Москва). E-mail: fedotov-a-a@yandex.ru С.А. Григорьев - д.т.н., доцент, начальник лаборатории, ЦФХТ НИЦ «Курчатовский институт» (Москва). E-mail: grig@hepti.kiae.ru В.Н. Фатеев - д.х.н., профессор, зам. директора, ЦФХТ НИЦ «Курчатовский институт» (Москва). E-mail: fat@hepti.kiae.ru
Аннотация:
Показано, как методом ионно-плазменного распыления в установке магнетронного распыления на постоянном токе были получены платиновые электрокатализаторы на углеродном носителе для электрохимических систем с протонообменной мембраной. В качестве носителей были использованы Vulcan XC-72, углеродные нанотрубки и нановолокна. В некоторых случаях исходных носитель подвергался предварительной химической обработке или металлизации. Проведен анализ синтезированных образцов электрокатализаторов методами ТГА, СЭМ, ПЭМ, РФА, ЦВА. Электрохимическая активность синтезированных Pt/C и Pt-Pd/C материалов исследована в ячейках топливного элемента (ТЭ), электролизера воды (ЭВ) и обратимого топливного элемента (ОТЭ) с твердым полимерным электролитом (ТПЭ). Установлено, что ряд образцов обладает высокой удельной площадью активной поверхности (до 44 м2/г), высокой степенью химической чистоты и электрохимической активностью. Выявлены качественные зависимости характеристик катализаторов от параметров процесса нанесения металла и свойств исходного носителя.
Страницы: 63-70
Список источников

  1. Petrik L., Ndungu P., Iwuoha E. Hall measurements on carbon nanotube paper modified with electroless deposited platinum // Nanoscale Research Letters. 2010. №5. С. 38-47.
  2. Antolini E. Carbon supports for low-temperature fuel cell catalysts // Applied Catalysis B: Environmental. 2009. №88. С. 1-24.
  3. Maiyalagan T., Viswanathan B., Varadaraju U. Nitrogen containing carbon nanotubes as supports for Pt - Alternate anodes for fuel cell applications // Electrochem Commun. 2005. №7. С. 905-912.
  4. Kim H., Lee J., Kim J. Platinum-sputtered electrode based on blend of carbon nanotubes and carbon black for polymer electrolyte fuel cell // J. Power Sources. 2008. №180. С. 191-194.
  5. Derbyshire F.J., de Beer V.H.J., Abotsi G.M.K., Scaroni A.W., Solar J.M., Skrovanek D.J. The influence of surface functionality on the activity of carbon-supported catalysts // Appl Catal. 1986. №27. С. 117-131.
  6. Pinheiro A.L.N., Oliveira-Neto A., de Souza E.C., Perez J., Paganin V.A., Ticianelli E. Electrocatalysis on noble metal and noble metal alloys dispersed on high surface area carbon // J. New Mater Electrochem Syst. 2003. №6. С. 1-16.
  7. Kim H., Park J.N., Lee W.H. Preparation of platinum-based electrode catalysts for low temperature fuel cell // Catalysis Today. 2003. №87. С. 237-245.
  8. Alvisi M., Galtieri G., Giorgi L., Giorgi R., Serra E., Signore M.A. Sputter deposition of Pt nanoclusters and thin films on PEM fuel cell electrodes // Surface & Coatings Technology. 2005. №200. С. 1325-1329.
  9. Grigoriev S.A., Lyutikova E.K., Martemianov S., Fateev V.N. On the possibility of replacement of Pt by Pd on a hydrogen electrode of PEM fuel cells // Int J. Hydrogen Energy. 2007. №32. С. 4438-4442.
  10. Grigoriev S.A., Millet P., Fateev V.N. Evaluation of carbon-supported Pt and Pd nanoparticles for the hydrogen evolution reaction in PEM water electrolysers // Journal of Power Sources. 2008. №177. С. 281-285.
  11. Mamat M.S., Grigoriev S.A., Dzhus K.A., Walker G.S., Grant D.M. The performance and degradation of Pt electrocatalysts on novel carbon carriers for PEMFC applications // Int J. Hydrogen Energy. 2010. №35. С. 7580-7587.