РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДОВ ТВЕРДООКСИДНЫХ ВОДОРОДНО-ВОЗДУШНЫХ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

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.

1. EUR 20719 EN – Hydrogen Energy and Fuel Cells – A vision of our future Luxembourg: Office for Official Publications of the European Communities 2013.

2. Арзуманян Н., Микаэлян А., Данелян А. Топливные элементы вчера, сегодня, завтра. // Альтернативная энергетика и экология. – 2010. – № 10. – С. 65–68.

3. Афанасьев К. Топливные элементы батарейки будущего. // Радиолюбитель. – 2012. – № 2. – С. 26–29.

4. Edited by S.C. Singhal, K. Kendall. High-temperature solid oxide fuel cell: fundamentals, design and applications. Imprint // Elsevier advanced technology. – 2015. – 405 p.

5. 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.

6. Юсти Э., Винзель А. Топливные элементы. – М.: Издательство «Мир», 1964. – 235 с.

7. Гаврин С.С. Разработка нанокомпозитных электродов для источников тока в электронике – Афтореф. на соискание ученой степени к.т.н. – Москва – 2010 г.

8. Шорникова О.Н., Максимова Н.В., Авдеев В.В. Связующие для полимерных композиционных материалов. – М., 2010. – 52 с.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.