nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2021-2-4-10nuc-344Research ArticleСтатьиРАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДОВ ТВЕРДООКСИДНЫХ ВОДОРОДНО-ВОЗДУШНЫХ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВDEVELOPMENT AND RESEARCH OF ELECTROCATALYTIC SYSTEMS FOR ELECTRODES OF SOLID-OXIDE HYDROGEN-AIR FUEL CELLSСкаковМ. К.SkakovM. K.

Курчатов

Kurchatov

ЖилкашиноваА. М.ZhilkashinovaA. M.

Усть-Каменогорск

Ust-Kamenogorsk

КабдрахмановаС. К.KabdrakhmanovaS. K.

Усть-Каменогорск

Ust-Kamenogorsk

СейтқановаМ. Е.SeitkanovaM. E.

Усть-Каменогорск

Ust-Kamenogorsk

seitkanova05@mail.ruШаймарданЕ.ShaimardanE.

Алматы

Almaty

АкатанК.AkatanK.

Усть-Каменогорск

Ust-Kamenogorsk

РГП «Национальный ядерный центр Республики Казахстан»КазахстанRSE “National Nuclear Center of the Republic of Kazakhstan”KazakhstanНАО «Восточно-Казахстанский университет им. С. Аманжолова»КазахстанNАО “East Kazakhstan University named after S. Amanzholov”KazakhstanНАО «Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И. Сатпаева»КазахстанNАО “Kazakh National Research Technical University named after K.I. Satbayev”Kazakhstan20211710202102410Copyright © Скаков М.К., Жилкашинова А.М., Кабдрахманова С.К., Сейтқанова М.Е., Шаймардан Е., Акатан К., 20212021Скаков М.К., Жилкашинова А.М., Кабдрахманова С.К., Сейтқанова М.Е., Шаймардан Е., Акатан К.Skakov M.K., Zhilkashinova A.M., Kabdrakhmanova S.K., Seitkanova M.E., Shaimardan E., Akatan K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/344

В статье описаны результаты экспериментальных исследований по разработке новых активных электрокатализаторов для применения их в электродах мембранно-электродного блока твердооксидного водородно-воздушного топливного элемента. Поскольку состав синтезируемых катализаторов оказывает значительное влияние на его электрокинетическую активность (электропроводность), в работе проведен синтез наноразмерных биметаллических катализаторов различного качественного и количественного состава. Выбор металла для синтеза катализатора был обусловлен его электронным строением. Электрокаталитическая активность разработанных катализаторов оценивалась путем исследования активности катализаторов по отношению к разложению пероксида водорода. Разработанные биметаллические ПВПД-Pt/ZnO/С катализаторы проявляют активность по отношению к разложению пероксида водорода при 40–50 °С.

The article describes the results of experimental studies on the development of new active electrocatalysts for their use in the electrodes of the membrane-electrode block of a solid-oxide hydrogen-air fuel cell. Since the composition of the synthesized catalysts has a significant effect on its electrokinetic activity (electrical conductivity), the synthesis of nanoscale bimetallic catalysts of various qualitative and quantitative compositions is carried out. The choice of metal for the synthesis of the catalyst was determined by its electronic structure. The electrocatalytic activity of the developed catalysts was evaluated by studying the activity of the catalysts with respect to the decomposition of hydrogen peroxide. The developed bimetallic PVPD-Pt/ZnO/C catalysts exhibit activity with respect to the decomposition of hydrogen peroxide at 40–50 °C.

мембранно-электродный блоктвердооксидный водородно-воздушный топливный элементэлектрокатализаторэлектрокаталитическая активностьбиметаллические катализаторыmembrane-electrode blocksolid-oxide hydrogen-air fuel cellelectrocatalystelectrocatalytic activitybimetallic catalystsИсследования проведены в рамках проекта программно-целевого финансирования Комитета науки МОН РК «Разработка технологии производства и хранения водорода для развития альтернативной энергетики в Республике Казахстан» ИРН: BR10965284.ReferencesEUR 20719 EN – Hydrogen Energy and Fuel Cells – A vision of our future Luxembourg: Office for Official Publications of the European Communities 2013.EUR 20719 EN – Hydrogen Energy and Fuel Cells – A vısıon of our future Luxembourg: Offıce for Offıcıal Publıcatıons of the European Communıtıes 2013.Арзуманян Н., Микаэлян А., Данелян А. Топливные элементы вчера, сегодня, завтра. // Альтернативная энергетика и экология. – 2010. – № 10. – С. 65–68.Arzumanyan N., Mikaelyan A., Danelyan A. Toplivnye elementy vchera, segodnya, zavtra. // Alternativnaya energetika i ekologiya. – 2010. – No. 10. – P. 65–68.Афанасьев К. Топливные элементы батарейки будущего. // Радиолюбитель. – 2012. – № 2. – С. 26–29.Afanasev K. Toplivnye elementy – batareiki buduschego. // Radiolyubitel. – 2012. – No. 2. – P. 26–29.Edited by S.C. Singhal, K. Kendall. High-temperature solid oxide fuel cell: fundamentals, design and applications. Imprint // Elsevier advanced technology. – 2015. – 405 p.Edıted by S.C. Sınghal, K. Kendall. Hıgh-temperature solıd oxıde fuel cell: fundamentals, desıgn and applıcatıons. Imprınt // Elsevıer advanced technology. 2015. – 405 p.M. ELSayed Youssef, Khairia E.AL-NAdi, Moataz H.Khalil. Lumped Model for Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) // Int. J. Electrochem. Sci. – 5 (2010). – P. 267–277.M. ELSayed Youssef, Khaırıa E.AL-NAdı, Moataz H.Khalıl. Lumped Model for Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) // Int. J. Electrochem. Scı. – 5 (2010). – P. 267–277.Юсти Э., Винзель А. Топливные элементы. – М.: Издательство «Мир», 1964. – 235 с.Yusti E., Vinzel A. Toplivnye elementy. – Moscow: Izdatelstvo “Mir”, 1964. – 235 p.Гаврин С.С. Разработка нанокомпозитных электродов для источников тока в электронике – Афтореф. на соискание ученой степени к.т.н. – Москва – 2010 г.Gavrin S.S. Razrabotka nanokompozitnyh elektrodov dlya istochnikov toka v elektronike – Aftoref. na soiskanie uchenoi stepeni k.t.n. – Moscow – 2010.Шорникова О.Н., Максимова Н.В., Авдеев В.В. Связующие для полимерных композиционных материалов. – М., 2010. – 52 с.Şornikova O.N., Maksimova N.V., Avdeev V.V. Svyazuyuschie dlya polimernyh kompozisionnyh materialov. – M., 2010. – 52 p.Ставицкая С.С., Гоба В.Е. Однороднопористые наноразмерные углеродные материалы аэрогельного типа с молекулярно-ситовыми свойствами // Наносистемы, наноматериалы, нанотехнологии. – 2009. – Т. 7, № 3. – С. 683–699.Staviskaya S.S., Goba V.E. Odorodnoporistye nanorazmernye uglerodnye materialy aerogelnogo tipa s molekulyarno-sitovymi svoistvami // Nanosistemy, nanomaterialy, nanotehnologii. – 2009. – Vol. 7, No. 3. – P. 683–699.Thompsett D. Catalysts for the Proton Exchange Membrane Fuel Cell, in: Handbook of Fuel Cells. Fundamentals, Technology and Applications. Editors: Vielstich W., Lamm A., Gasteiger H.A. Sohn, Wiley & Sons Ltd. – New York, USA. – 2014. – Vol. 3. – P. 6-1–6-23.Thompsett D. Catalysts for the Proton Exchange Membrane Fuel Cell, ın: Handbook of Fuel Cells. Fundamentals, Technology and Applıcatıons. Edıtors: Vıelstıch W., Lamm A., Gasteıger H.A. Sohn, Wıley & Sons Ltd. – New York, USA. – 2014. – Vol. 3. – P. 6-1–6-23.Hubert A. Gasteiger, Shyam S. Kocha, Bhaskar Sompalli, Frederick T. Wagner. Activity benchmarks and requirements for Pt, Pt-alloy, and non-Pt oxygen reduction catalysts for PEMFCs // Applied Catalysis B: Environmental. – Vol. 56 (2005). – P. 9–35.Hubert A. Gasteıger, Shyam S. Kocha, Bhaskar Sompallı, Frederıck T. Wagner. Actıvıty benchmarks and requırements for Pt, Pt-alloy, and non-Pt oxygen reductıon catalysts for PEMFCs // Applıed Catalysıs B: Envıronmental. – Vol. 56 (2005). – P. 9–35.Xiong L., Manthiram A. Effect of Atomic Ordering on the Catalytic Activity of Carbon Supported PtM (M=Fe, Co, Ni and Cu) Alloys for Oxygen Reduction in PEMFCs // Journal of The Electrochemical Society. – Vol. 152 (2014). – P. 697–703.Xıong L., Manthıram A. Effect of Atomıc Orderıng on the Catalytıc Actıvıty of Carbon Supported PtM (M=Fe, Co, Nı and Cu) Alloys for Oxygen Reductıon ın PEMFCs // Journal of The Electrochemıcal Socıety. – Vol. 152 (2014). – P. 697–703.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. – Vol. 4 (2016). P. 898–903.Xıong L., Kannan A. M., Manthıram A. Pt-M (M=Fe, Co, Nı and Cu) electrocatalysts synthesızed by an aqueous route for proton exchange membrane fuel cells // Electrochemıstry Communıcatıons. – Vol. 4 (2016). P. 898–903.Salgado J.R.C., Antolini Е., Gonzalez E.R. Preparation of Pt-Co/C electrocatalysts by reduction with borohydride in acid and alkaline media: the effect on the performance of the catalyst // Journal of Power Sources. Vol. 138 (2004). P. 56–60.Salgado J.R.C., Antolını E., Gonzalez E.R. Preparatıon of Pt-Co/C electrocatalysts by reductıon wıth borohydrıde ın acıd and alkalıne medıa: the effect on the performance of the catalyst // Journal of Power Sources. Vol. 138 (2004). P. 56–60.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.