Разработка анодного материала для прямого этанольного топливного элемента
С целью максимально увеличить поверхность активной фазы катализатор обычно синтезируют на высокодисперсных носителях, разработка которых составляет предмет второго направления исследований. Достижения в области нанотехнологии и совершенствование методов синтеза углеродных нанотрубок и нановолокон открывают новые пути развития материалов для низкотемпературных топливных элементов. Исследование… Читать ещё >
Содержание
- Раздел 1. Обзор литературы
- 1. 1. Структура и характеристики низкотемпературного спиртового топливного элемента
- 1. 2. Катализаторы на основе платины и ее сплавов
- 1. 2. 1. Особенности процесса электроокисления этанола на платине
- 1. 2. 2. Полиметаллические катализаторы на основе платины. Система
- 1. 3. Бесплатиновые катализаторы
- 1. 4. Хемосорбция низкомолекулярных спиртов на металлах платиновой группы
- 1. 4. 1. Методы изучения хемосорбции спиртов
- 1. 4. 2. Хемосорбция и дегидрирование этанола
- 1. 5. Методы синтеза катализаторов на углеродных подложках
- 1. 6. Влияние природы материала-носителя на активность каталитической системы
- 1. 7. Применение углеродных наноматериалов в качестве компонентов каталитических слоев спиртовых ТЭ
- 1. 7. 1. Способы получения и свойства УНМ
- 1. 7. 2. Методы модифицирования УНМ
- 1. 7. 3. Основные направления применения УНМ в составе прямого спиртового ТЭ
- 1. 7. 4. Сопоставление УНМ и саж в качестве носителей для катализаторов электроокисления спиртов
- 1. 8. Задачи исследования
- 2. 1. Характеристики использованных углеродных наноматериалов
- 2. 2. Синтез и исследование катализаторов Р18п/УНМ
- 2. 2. 1. Синтез катализаторов Р18п/УНМ
- 2. 2. 2. Методы исследования катализаторов Р18п/УНМ
- 2. 2. 2. 1. Физико-химические методы анализа
- 2. 2. 2. 2. Электрохимические методы исследования
- 2. 2. 2. 3. Методика проведения хроматографического анализа
- 2. 2. 3. Методы формирования АС и МЭБ и проведение их испытаний в составе ТЭ
- 2. 3. Синтез и исследование катализаторов Ки-УОх/УНМ
- 2. 3. 1. Синтез катализаторов Ки-УОх/УНМ
- 2. 3. 2. Изучение электрохимических свойств катализаторов Ый-VОх/УНМ
- 2. 3. 3. Методы формирования и испытания электродов на основе катализатора Ки-УОх/УНМ в составе ТЭ с жидким щелочным электролитом
- 2. 4. Методика исследования адсорбции и дегидрирования этанола
- 2. 4. 1. Методика измерения кинетических и концентрационных зависимостей адсорбции
- 2. 4. 2. Методика исследования дегидрирования этанола
- 2. 5. Растворы и реактивы
- 3. 1. Исследование процесса электроокисления этанола в кислой среде на поверхности бинарного катализатора Р138п, синтезированного на углеродных наноматериалах
- 3. 1. 1. Электрохимические свойства исследованных материалов-носителей
- 3. 1. 2. Особенности структуры катализатора Р138п/УНТ
- 3. 1. 3. Электроокисление этанола в модельных условиях на каталитических системах Р1−38п/УНМ
- 3. 1. 4. Исследование электрохимической стабильности каталитической системы 40% Р138п/УНТ
- 3. 1. 5. Влияние высокотемпературной обработки на свойства углеродных нанотрубок как материала-носителя катализатора Р^п
- 3. 1. 6. Испытание катализатора 40% Р138п/УНТ2 в составе анодного активного слоя ячейки прямого этанольно-кислородного ТЭ
- 3. 2. Электроокисление этанола в щелочной среде на каталитической системе
- 3. 2. 1. Электрохимическое поведение катализаторов на основе рутения в среде 1 МКОН
- 3. 2. 2. Оптимизация состава каталитической системы Ru-VOx/YHT.IUI
- 3. 2. 3. Исследование активности и стабильности оптимизированной системы Ru-VOx/yHT в зависимости от концентрации С2Н5ОН и КОН
- 3. 2. 4. Влияние высокотемпературной предобработки носителя на электрохимические свойства каткиизатора Ru-VOx/YHT
- 3. 2. 5. Испытание катализатора Ru-VOx/YHT в составе анода прямого этанольно-воздушного ТЭ со щелочным электролитом
- 3. 3. Адсорбция и дегидрирование этанола на высоко дисперсных рутениевых катализаторах в щелочной среде
- 3. 3. 1. Исследование кинетических и концентрационных зависимостей адсорбции этанола на катализаторах Ru-MOx/XC
- 3. 3. 2. Влияние состава активной фазы катализатора Ru-MOx/XC-72 на параметры адсорбции этанола
- 3. 3. 3. Зависимость характера адсорбционных процессов от величины потенциала
- 3. 3. 4. Особенности хемосорбции и дегидрирования этанола в области небольших анодных поляризаций
- 3. 3. 5. Адсорбция и электрокатализ реакции окисления этанола на катализаторах Ru-MOx. Построение модели адсорбционного центра катализатора
Разработка анодного материала для прямого этанольного топливного элемента (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Стремительное сокращение запасов ископаемых энергоресурсов, а также необходимость снижения выбросов парниковых газов обуславливают поиск альтернативных источников энергии и разработку экологически безопасных технологий их использования. Вариантом решения проблемы может быть топливный элемент — устройство, напрямую преобразующее энергию химических реакций окисления-восстановления в электрическую энергию, что позволяет исключить процесс сжигания топлива, КПД которого ограничен циклом Карно. В настоящее время наиболее изученными являются различные виды водород-кислородных топливных элементов, однако применение в качестве прямого топлива низкомолекулярных спиртов (в первую очередь, этанола и метанола) обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с использованием водорода. Спирты не взрывоопасны, обладают неограниченной растворимостью в воде, их легче хранить и транспортировать, чем газообразное топливо. Развитие исследований по разработке ТЭ с прямым окислением спиртов привлекает перспективами создания эффективных электрогенераторов для транспортных средств, портативных и стационарных устройств.
В качестве топлива этанол обладает важными преимуществами по сравнению с метанолом, поскольку он менее токсичен, может производиться из возобновимых биоресурсов и обладает большей энергетической плотностью (8 и 6 кВт-ч/кг соответственно). В ряде стран (США, Китай, Бразилия, Германия) сформировано крупномасштабное производство этанола в качестве эффективной добавки для углеводородного автомобильного топлива. Вместе с тем, создание конкурентоспособного ТЭ с прямым окислением этанола осложняется высокой энергией связи С-С в молекуле спирта, разрыв которой необходим для реализации максимальной производительности этанольного ТЭ.
Скорость и глубина электроокисления этанола зависят от природы катализатора, типа материала-носителя, температуры и состава топливной смеси. Эти факторы определяют основные направления исследований в области электрокатализа реакции окисления этанола (РОЭ). Первое направление посвящено разработке состава активной (металлической) фазы катализатора. Исследования, проводимые в данном направлении, включают разработку методик синтеза, обеспечивающих наиболее эффективное использование поверхности катализатора, установление зависимости между структурными и электрокаталитическими свойствами сформированных систем, а также изучение природы бифункциональных эффектов, обуславливающих повышение активности при переходе от монокомпонентных к бинарным и тройным системам.
С целью максимально увеличить поверхность активной фазы катализатор обычно синтезируют на высокодисперсных носителях, разработка которых составляет предмет второго направления исследований. Достижения в области нанотехнологии и совершенствование методов синтеза углеродных нанотрубок и нановолокон открывают новые пути развития материалов для низкотемпературных топливных элементов. Исследование возможностей применения углеродных наноматериалов (УНМ) в прямых спиртовых ТЭ затрагивает как вопросы синтеза катализаторов с использованием наноматериалов в качестве носителей, так и внедрения нанотрубок в структуру активных слоев, сформированных катализаторами на основе сажи.
Зависимость активности и стабильности системы катализатор/носитель от природы используемого электролита обуславливает развитие третьего направления исследований. С одной стороны, это фундаментальные работы, посвященные изучению процесса электроокисления этанола на модельных электродах, с другой — разработка новых высокоэффективных мембран для различных типов прямого этанольного ТЭ.
Выводы.
1. Показана перспективность применения пиролитических УНМ в качестве носителей катализатора Р18п для электроокисления этанола в кислой среде. Активность системы 40%о Р138п/УНТ2 в модельных условиях в 4 раза превосходит характеристики коммерческого катализатора Р1(40%)11и (20%) ИЭРЕС 10 000 при Е = 0,4 В.
2. Установлено, что потенциодинамическое циклирование системы 40% Р138п/УНТ2 в кислой среде приводит к формированию каталитического материала, обладающего большей истинной поверхностью и активностью в РОЭ по сравнению с исходным образцом.
3. Проведена частичная оптимизация анодного активного слоя этанольно-кислородного ТЭ на основе системы 40% Р1:38п/УНТ2. Величина максимальной плотности мощности ТЭ, реализованная при температуре 75 °C, составила 51 мВт/см2, что соответствует лучшим характеристикам, описанным в литературе для катализаторов, синтезированных на саже.
4. Установлен оптимальный состав бинарной системы Яи-УОх для электроокисления этанола в щелочной среде при использовании в качестве носителей УНМ: 30% Ки75У25Ох/УНТЗ.
5. Исследование кинетики РОЭ, а также стабильности системы 30% Ки75У25Ох/УНТЗ при различных концентрациях этанола и щелочи позволило оптимизировать состав используемого электролита: 2 М КОН + 2 М С2Н5ОН.
6. Результаты, полученные при испытании катализатора 30% Яи75V25Ох/УНТЗ в составе анода щелочного этанольно-воздушного ТЭ, соответствуют данным модельных измерений, чтс указывает на эффективность предложенного модельного электрода для прогнозирования характеристик МЭБ. Максимальная плотность мощности ТЭ на основе разработанного катализатора (43 мВт/см) соответствует уровню характеристик, достигаемых в случае анодных катализаторов на основе платины.
7. Предложены электрохимические методы исследования адсорбции и дегидрирования этанола на рутениевых катализаторах, сформированных на саже ХС-72, в щелочной среде.
8. Показано, что увеличение содержания промотирующего компонента в составе катализаторов Ыи-МОх повышает энергетическую неоднородность поверхности рутения.
9. На основании анализа результатов адсорбционных измерений и данных по кинетике и глубине РОЭ, полученных в предшествующих работах, высказано предположение о мостиковой адсорбции этанола на катализаторе Яи-УОх и линейной адсорбции на Рлд и обосновано повышение показателей процесса электроокисления спирта при использовании бинарных катализаторов Ли-МОх.
Автор выражает глубокую благодарность Д.Х.Н., проф. Тарасевичу М. Р. за участие впланировании работы и обсуждении результатов, д.х.н., проф. Ракову Э. Г. за предоставление углеродных наноматериалов^ .к.х.н., в.н.с. Мо-дестову А.Д. и н.с. Филимонову В .Я. за помощь в проведении испытаний ТЭ со щелочным' электролитом, к.х.н.- Капустину А. В. за участие: в проведении адсорбционных измерений, а также всему коллективу Лабораторииэлектрокатализа и топливных элементов и персонально к.х.н. Кузову А. В. за помощь, оказанную при выполнении работы- ,.
Список литературы
- Farias M.J.S., Camara G.A., Tanaka A.A. Electrooxidation of isotope-labeled ethanol: a FTIRS study // J: Solid State Electrochem: 2007- V. 11. P. 1465. :
- Подловченко Б.И. О природе минимума на кривых смещения? потенциала платинированного платинового электрода при введении--органического ¦-•'веще-' ства//Доклады-Академии наук’СССР- 1963., Т. 153. С. 379//
- Подловченко Б: И. О процессах, протекающих при введении платинированного платинового электрода в растворы С2Н5ОН, 11-С3Н7ОН и Н-С4Н9ОН // Электрохимия. 1965. Т. 1. С. 101.
- Подловченко Б.И., — Гладышева Т.Д., Стенин В-Ф., Левина В. И. О механизме электроокисления этанола. на платиновом электроде // Электрохимия. 1973. Т. 9. С. 1680.
- Nonaka Н., Matsumura Y. Electrochemical oxidation of carbon monoxide, methanol, formic acid, ethanol, and acetic acid on a platinum electrode under hot aqueous conditions// J. Electroanal. Chem. 2002. V. 520. P. T 01.
- Gomes J.F., Busson В., Tadjeddine A., Tremiliosi-Filho G. Ethanol electrooxidation over Pt (h к 1): Comparative study on the reaction intermediates probed by FTIR and SFG spectroscopies // Electrochim. Acta. 2008. V. 53. P. 6899.
- Camara G.A., Iwasita T. Parallel pathways of ethanol oxidation: The effect of ethanol concentration // J. Electroanal. Chem. 2005. V. 578. P. 315.
- Oliveira N.A., Giz M.J., Perez J., Ticianelli E.A., Gonzalez E.R. The electro-oxidation of ethanol on Pt-Ru and Pt-Mo particles supported on high-surface-area carbon //J. Electrochem. Soc. 2002. V. 149. A. 272.
- Jiang L., Hsu A., Chu D., Chen R. Ethanol electro-oxidation on Pt/C and PtSn/C catalysts in alkaline and acid solutions // International Journal of Hydrogen Energy. 2010. V. 35. P. 365.
- Hitmi H., Belgsir M., Leger J.-M., Lamy C., Lezna R.O. A kinetic analysis of the electro-oxidation of ethanol at a platinum electrode in acid medium // Electrochimica Acta. 1994. V. 39. P. 407.
- Podlovchekro В. I., Petri O. A., Frumlcin A.N., Lai H. The behaviour of a platinized-platinum electrode in solutions of alcohols containing more than one carbon atom, aldehydes and formic acid. // J. Electroanal. Chem. 1966. V. 11. P. 12.
- Morin M.C., Lamy C., Leger J-M., Vasquez J. L., Aldaz A. Structural effects in electrocatalysis: Oxidation of ethanol on platinum single crystal electrodes. Effect of pH // J. Electroanal. Chem. 1990. V. 283. P. 287.
- Leung L.-W., Chang S.-Ch., Weaver M.J. Real-time FTIR spectroscopy as an electrochemical mechanistic probe: Electrooxidation of ethanol and related species on well-defined Pt (111) surfaces // J.Electroanal. Chem. 1989. V. 266. P. 317.
- Shin J., Tornquist W. J., Korzeniewski C., Hoaglund C. S. Elementary steps in the oxidation and dissociative chemisorption of ethanol on smooth and stepped surface planes of platinum electrodes. // Surface Science. 1996. V.364. P. 122.
- Громыко В.А., Хазова О. А., Васильев Ю. Б. О различии адсорбционных и электрокаталитических свойств гладкой и платинированной платины // Электрохимия. 1976. Т. 12. С. 1352.
- Auer Е., Freund A., Pietsch J., Таске Т. Carbons as supports for industrial precious metal catalysts. //J. Appl. Cat. A. 1998. V. 173. P. 259.
- Otomo J., Nishida S., Takahashi H., Nagamoto H. Electro-oxidation of methanol and ethanol on carbon-supported Pt catalyst at intermediate temperature //J. Electroanal. Chem. 2008. V. 615. P. 84.
- Willsau J., Heitbaum J. Elementary steps of ethanol oxidation on Pt in sulfuricacid as evidenced by isotope labeling // J. Electroanal. Chem. l985.V.194. P. 27.
- Стенин В.Ф. О природе продуктов адсорбции уксусной кислоты на платинированной платине // Электрохимия. 1983. Т. 19. С. 120.
- Lamy С., Rousseau S., Belgsir Е.М., Coutanceau С., L’eger J.-M. Recent progress in the direct ethanol fuel cell: development of new platinum-tin electro-catalysts // Electrochim. Acta. 2004. V. 49. P. 3901.
- Watanabe M., Motoo S. Electrocatalysis by ad-atoms: Part II. Enhancement of the oxidation of methanol on platinum dy ruthenium ad-atoms. // J. Electroanal. Chem.1975. V. 60. P. 267.
- Markovic N.M., Gasteiger H.A., Ross P.N., Jiang X., Villegas I., Weaver M.J. Electro-oxidation mechanisms of methanol and formic acid on Pt-Ru alloy surfaces //Electrochim. Acta. 1995. V. 40. P. 91.
- Kabbabi A., Faure R., Durand R., Beden В., Hahn F., Leger J.-M., Lamy C. In situ FTIRS study of the electrocatalytic oxidation of carbon monoxide and methanol at platinum-ruthenium bulk alloy electrodes // J. Electroanal. Chem.1998. V. 444. P. 41.
- Frelink Т., Visscher W., Van Veen J.A.R. Particle Size Effect of Carbon-Supported Platinum Catalysts for the Electrooxidation of Methanol // J. Electroanal. Chem. 1995. V. 382. P. 65.
- Zhou W. J., Li W., Song S. Q., Zhou Z. H., Jiang L. H., Sun G. Q., Xin Q., Poulianitis K., Kontou S., Tsiakaras P. Bi- and tri-metallic Pt-based anode catalysts for direct ethanol fuel cells // J. Power Sources. 2004. V. 131. P. 217.
- Vigier F., Coutanceau C., Hahn F., Belgsir E.M., Lamy C. On the mechanism of ethanol electro-oxidation on Pt and PtSn catalysts: electrochemical and in situ IR reflectance spectroscopy studies // J. Electroanal. Chem. 2004. V. 563. P. 81.
- Тарасевич M.P., Кузов A.B., Клюев A.JI., Титова В. Н. Анодные катализаторы для этанольно-кислородного топливного элемента с протонпроводящим полимерным электролитом // Альтернативная энергетика и экология. 2007. № 2 (46). С. 113.
- Lima A., Coutanceau С., Leger J.-M., Lamy С. Investigation of ternary catalysts for methanol electrooxidation. // Appl. Electrochem. 2001. V. 31. P. 379.
- Jeng K.-T., Chien C.-C., Hsu N.-Y., Shi-Chern Y., Lin S.-D. C.-H., Wan-Min
- H. Performance of direct methanol fuel cell using carbon nanotube-supported Pt— Ru anode catalyst with controlled composition // J. Power Sources. 2006. V.160. P.97.
- Spinace' E.V., Linardi M., Oliveira Neto A. Co-catalytic effect of nickel in the electro-oxidation of ethanol on binary Pt-Sn electrocatalysts // Electrochem. Commun. 2005. V. 7. P. 365.
- Rousseau S., Coutanceau C., Lamy C., Leger J.-M. Direct ethanol fuel cell (DEFC): Electrical performances and reaction products distribution under operating conditions with different platinum-based anodes // J. Power Sources. 2006. V. 158. P. 18.
- Anres P., Gaune-Escard M., Bros J. P., Hayer E. Enthalpy of formation of the (Pt-Sn) system // J. Alloys and Compounds. 1998. V. 230. P. 158.
- Colmati F., Antolini E., Gonzalez E.R. Pt-Sn/C electrocatalysts for methanol oxidation synthesized by reduction with formic acid // Electrochim. Acta. 2005. V. 50. P. 5496.
- Colmati F., Antolini E., Gonzalez E.R. Ethanol Oxidation on Carbon Supported Pt-Sn Electrocatalysts Prepared by Reduction with Formic Acid // J. Electrochem. Soc. 2007. V. 154. B39.
- Colmati F., Antolini E., Gonzalez E.R. Preparation, structural characterization and activity for ethanol oxidation of carbon supported ternary Pt-Sn-Rh catalysts // J. Alloy and Compounds. 2008. V.456. P. 264.
- Zhu M., Sun G., Xin Q. Effect of alloying degree in PtSn catalyst on the catalytic behavior for ethanol electro-oxidation // Electrochim. Acta. 2009. V.54. ?. 1511.
- Tsiakaras P.E. PtM/C (M = Sn, Ru, Pd, W) based anode direct ethanol-PEMFCs: Structural characteristics and cell performance // J. Power Sources. 2007. V. 171. P. 107.
- Vigier F., Rousseau S., Coutanceau C. Lamy C., Leger J.-M. Electrocatalysis for the direct alcohol fuel cell // 2006. Top. Catal. V. 40. P. 111.
- Trevin S., Bedioui F., Villegas M.G.G., Charreton-Bied C. Electropolymer-ized nickel macrocycle complex-based films: design and electrocatalytic.application. J Mater Chem. 1997. V.7. P. 923.
- Ciszewski A., Milczarek G. Electrocatalytic oxidation of alcohols on glassy carbon electrodes electrochemically modified by conductive polymeric nickel (II) tetrakis (3-methoxy-4-hydroxyphenyl)porphyrin film // J. Electroanal. Chem. 1996. V.413.P. 137.
- Fleshmann M., Korinek K., Pletcher D. The oxidation of organic compounds at a nickel anode in alkaline solution // J. Electroanal. Chem. 1971. V. 31. P. 39
- Xu C., Hu Y., Rong J., Jiang S. P., Liu Y. Ni hollow spheres as catalysts for methanol and ethanol electrooxidation // Electrochem. Commun. 2007. V.9. P. 2009.
- Okamoto H., Kawamura G., Ishikawa A., Kudo T. Activation of tungsten molybdenum carbide (W, Mo) C methanol anodic oxidation catalysts using alkaline solution // J. Electrochem Soc. 1987. V. 134. P. 1649.
- Liang Z.X., Zhao T.S., Xu J.B., Zhu L.D. Mechanism study of the ethanol oxidation reaction on palladium in alkaline media // Electrochim. Acta. 2009. V. 54. P. 2203.
- Antolini E., Gonzalez E.R. Alkaline direct alcohol fuel cells // J. Power Sources. 2010. V. 195. P: 3431.
- He Q., Chen W., Mukerjee S., Chen S., Laufek F. Carbon-supported PdM (M = Au and Sn) nanocatalysts for the electrooxidation of ethanol in high pH media // J. Power Sources. 2009. V. 187. P. 298.
- Jou L.-S., Chang J.-K., Twhang T.-J., Sun I.-W. Electrodeposition of Palladium-Copper Films from l-Ethyl-3-methylimidazolium Chloride-Tetrafluoroborate Ionic Liquid on Indium Tin Oxide Electrodes // J. Electrochem. Soc. 2009. V.156.D193.
- Xu C., Shen P.K., Liu Y. Ethanol electrooxidation on Pt/C and Pd/C catalysts promoted with oxide // J. Power Sources. 2007. V. 164. P. 527.
- Shen P.K., Xu C. Alcohol oxidation on nanocrystalline oxide Pd/C promoted electrocatalysts//Electrochem. Commun. 2006. V. 8. P. 184.
- Xu С., Tian Z., Shen P.K., Jiang S.P. Oxide (Ce02, NiO, Co304 and Mn304)-promoted Pd/C electrocatalysts for alcohol electrooxidation in alkaline media.// Electrochim. Acta. 2008. V. 53. P. 2610.
- Xu C., Shen P.K., Ji X., Zeng R., Liu Y. Enhanced activity for ethanol electrooxidation on Pt-MgO/C catalysts // Electrochem. Commun. 2005. V. 7. P. 1305.
- Yu Yao Y.-F., Kummer J. T. The oxidation of hydrocarbons and GO over metal oxides: I. NiO crystals // J. Catalysis. 1973. V. 28. P. 124.
- Shieh D.T., Hwang B.J. Kinetics for Electro-oxidation of Ethanol on Thermally Prepared Ruthenium Oxide in Alkaline Solution // J. Electrochem. Soc. 1995. V. 142. P. 816.
- Тарасевич M.P., Титова В. Н., Явич А. А., Петрова Н.В., Богдановская
- B.А. Новые неплатиновые электрокатализаторы на основе Ru для прямого окисления этанола в щелочном топливном элементе // ЖФХ. 2009. Т.83.1. C.2039.
- Тарасевич М.Р., Богдановская В. А., Мазин П. В. Электрокатализаторы и мембрана для прямого этанольно-кислородного топливного элемента со щелочным электролитом//Электрохимия. 2010. Т. 46. С. 574.
- Tarasevich M.R., Karichev Z.R., Bogdanovskaya V.A., Lubnin E.N., Kapustin A.V. Kinetics of ethanol electrooxidation at RuNi catalysts. -II Electrochem. Commun. 2005. V. 7. P. 141.
- Тарасевич M.P., Каричев 3.P., Богдановская В. А., Капустин А. В., Лубнин Е. Н., Осина М. А. Окисление метанола и других низкомолекулярных спиртов в щелочной среде на Ru-Ni катализаторах. // Электрохимия. 2005. Т. 41. С. 829.
- Modestov A.D., Tarasevich M.R., Leykin A. Yu., Filimonov V.Ya. MEA for alkaline direct ethanol fuel cell with alkali doped PBI membrane and non-platinum electrodes// J. Power Sources. 2009. V. 188. P. 502.
- Тарасевич M.P., Титова B.H., Явич A.A., Мазин П. В., Тереньтева О. А., Петрова Н. В. Неплатиновые катализаторы и МЭБ для топливного элемента этанол-воздух со щелочным электролитом // Альтернативная энергетика" иэкология. 2008. Т. 10. С. 141.
- Andreadis G., Tsiakaras P. Ethanol crossover and direct ethanol РЕМ fuel cell performance modeling and experimental validation // Chemical Engineering Science. 2006. V. 61. P. 7497.
- Mustain W.E., Kepler K., Prakash J. Investigations of Carbon-Supported CoPd3 Catalysts as Oxygen Cathodes in Pem Fuel Cells // Electrochem. Commun. 2006. V.8.P. 406.
- Lee K., Savadogo O., Ishihara A., Mitsushima S., Kamiya N., Ota K.-I. Methanol-tolerant Oxygen Reduction Electrocatalysts Based on Pd-3D Transition Metal Alloys For Direct Methanol Fuel Cells // J. Electrochem.Soc. 2006 V.153. A20.
- Коровин H.B. Электрохимическая энергетика. M.: Энергоатомиздат, 1991.-С. 30.
- Caram J.A., Gutierrez С. Study by cyclic voltammetry and potential-modulated reflectance spectroscopy of the electroadsorption of methanol and ethanol on a rhodium electrode in acid and alkaline media // J. Electroanal. Chem. 1992. V. 336. P. 309.
- Казаринов B.E., Долидзе C.B. Исследование адсорбции этанола на платине методом радиоактивных индикаторов // Электрохимия. 1972. Т. 8. С. 284.
- Iwasita Т., Pastor Е. A DEMS and FTIR spectroscopic investigation of adsorbed ethanol on polycrystalline platinum // Electrochim. Acta. 1994. V. 39. P. 531.
- Pastor E., Iwasita T. D/H exchange of ethanol at platinum electrodes // Electrochim. Acta. 1994. V. 39. P. 547.
- Sun S., Halseid M.C., Heinen M., Jusus Z., Behm R.J. Ethanol electrooxida-tion on a carbon-supported Pt catalyst at elevated temperature and pressure: A high-temperature/high-pressure DEMS study // J. Power Sources. 2009. V. 190. P. 2.
- Rao V.5 Cremers C., Stimming U., Cao L., Sun S., Yan S., Sun G., Xin Q. Electro-oxidation of ethanol at gas diffusion electrodes A DEMS study // J. Electrochem. Soc. 2007. V. 154. P. В1138.
- Bagozky V. S., Vasilijev Yu. B. Absorption of organic substances on platinum electrodes //Electrochim. Acta. 1966. V. 11. P. 1439.
- Багоцкий B.C., Васильев Ю. Б., Хазова O.A., Беокоровайная С. С. Топливные элементы. М.: Наука. 1968.- С. 198.
- Темкин М.И. Адсорбционное равновесие и кинетика процессов на неоднородных поверхностях и при взаимодействии между адсорбированными молекулами // ЖФХ. 1941. Т.15. С. 296.
- Дамаскин Б.Б., Петрий О. А., Батраков В. В. Адсорбция органических соединений на электродах.-М.: Наука. 1968.-333с. .
- Петрий О.А., Пшеничников А. Г. Роль хемосорбции в электрокаталитических процессах. -М.: Наука. 1980. С. 41.
- Petrii О. A. Oxidation of С2 molecules, in Handbook of Fuel Cells Fundamentals, Technology and Applications, Vielstich W., Gasteiger H., Lamm A. Elec-trocatalysis. V. 2. — John Wiley & Sons, London Limited. 2003. — P. 668.
- Хазова O.A., Васильев Ю. Б., Багоцкий B.C. Механизм электроокисления метанола на гладком платиновом электроде // Электрохимия. 1966. Т.2. С. 267.
- Витвицкая Г. В., Даниель-Бек B.C. Исследование электроокисления этанола в щелочной среде при небольших значениях анодной поляризации // Журн. прикл. химии. 1965. Т. 38. С. 1043.
- Петрий О.А., Лоханян Н. О нестационарных процессах при контакте родиевого электрода с растворами органических веществ // Электрохимия.1968.Т.4. С. 514.
- Petri О. A., Podlovchekro В. I., Frumkin A.N., Lai Н. The behaviour of platinized-platinum and platinum-ruthenium electrodes in methanol solutions // J. Electroanal. Chem. 1965. V. 10. P. 253.
- Петрий O.A., Подловченко Б. И., Фрумкин A.H. Современные проблемы физической химии. Т.2 М.: МГУ. 1968. — С. 196.
- Энтина B.C., Петрий О. А., Житнев Ю. Н. Поведение платиново-рутениевого электрода в растворах предельных спиртов и ацетальдегида // Электрохимия. 1967. Т. 3. С. 344.
- Guo Y., Zheng Y., Guo M. H. Enhanced activity of PtSn/C anodic electro-catalyst prepared by formic acid reduction for direct ethanol fuel cells // Electro- chimica Acta. 2008. V. 53. P. 3102.
- Roman-Martinez C., Cazorla-Amoros D., Yamashita H., Miguel S., Scelza O.A. XAFS study of dried and reduced PtSn/C catalysts. Nature and structure of the catalytically active phase // Langmuir. 2000. V. 16. P. 1123.
- Rao C.R.K., Trivedi D.C. Chemical and electrochemical depositions of platinum group metals and their applications // Coordination Chemistry Reviews. 2005. V. 249. P. 613.
- Viau G., Flevet-Vincent F., Flevet F. Nucleation and growth of bimetallic CoNi and FeNi monodisperse particles prepared in polyols // Solid State Ionics. 1996. V. 84. P. 259.
- Wu G., Raja S., Cui G. Electrooxidations of ethanol, acetaldehyde and acetic acid using PtRuSn/C catalysts prepared by modified alcohol-reduction process // J. Power Sources. 2007. V. 172. P. 180.
- Zhou W.J., Songa S.Q., Li W.Z., Zhou Z.H., Sun .G.Q., Xin Q., Douvartzides S., Tsiakaras P. Direct ethanol fuel cells based on PtSn anodes: the effect of Sn content on the fuel cell performance // J. Power Sources. 2005. V. 140. P. 50.
- Catalyst Synthesis Techniques, Bock C., Halvorsen H. and MacDougall B. in PEM Fuel Cell Electrocatalysts and Catalyst Layers, J. Zhang. 2008 SpringerVerlag London Limited. P. 460.
- Bock C., Paquet C., Couillard M., Button G., MacDougall B. Size selected synthesis of PtRu nano-catalysts and their application for organic electro-oxidation reactions // J. Am. Chem. Soc. 2004. V.126. P. 8028.
- Harriman A., Millward G.R., Neta P., Richoux M.C., Thomas J.M. Interfacial electron-transfer reactions between platinum colloids and reducing radicals in aqueous solution // J. Phys. Chem. 1988. V. 92. P. 1286.
- Lima F.H.B., Castro J.F.R., Santos L.G.R.A. and Ticianelli E.A. Electrocata-lysis of oxygen reduction on carbon-supported Pt-Co nanoparticles with low Pt content // J. Power Sources. 2009. V. 190. P. 293.
- Santos L.G.R.A., Freitas K.S., Ticianelli E.A. Heat treatment effect of Pt-V/C and Pt/C on the kinetics of the oxygen reduction reaction in acid media // Electro-chimica Acta. 2009. V.54. P. 5246.
- Stamenkovic V.R., Fowler B., Mun B.S., Wang G., Ross P.N., Lucas C.A. Improved oxygen reduction activity on Pt3Ni (l 11) via increased surface site availability //Science 2007. Y.315 P. 493.
- Antolini E., Passos R.R., Ticianelli E.A. Electrocatalysis of Oxygen Reduction on a Carbon Supported Platinum-Vanadium Alloy in Polymer Electrolyte Fuel Cells // Electrochem. Acta, 2002, V.48, P.263.
- Xue X., Liu C., Xing W., Lu T. Physical and electrochemical characterizations of PtRu/C catalysts by spray pyrolysis for electrocatalytic oxidation of methanol // J. Electrochem. Soc. 2006. V.153. P. E79.
- Sivakumar P, Ishak R, Tricoli V. Novel Pt-Ru nanoparticles formed by vapour deposition as efficient electrocatalyst for methanol oxidation: Part I Preparation and physical characterization // Electrochim Acta. 2005. V.50. P. 3312.
- Coutanceau С., Croissant M.-J., Napporn Т., Lamy C. Electrocatalytic reduction of dioxygen at platinum particles dispersed in a polyaniline film // Electro-chim. Acta. 2000. V. 46. P. 579.
- Gloaguen F., L’eger J.-M., Lamy C., Marmann A., Stimming U., Vogel R., Platinum electrodeposition on graphite: electrochemical study and STM imaging // Electrochim. Acta. 1999. V. 44. P. 1805.
- Choi K.H., Kim H.S., Lee Т.Н. Electrode fabrication for proton exchange membrane fuel cells by pulse electrodeposition // J. Power Sources. 1998. V. 75. P. 230.
- Liu H., Song C., Zhang L., Zhang J., Wang H., Wilkinson D. P. A review of anode catalysis in the direct methanol fuel cell // J. Power Sources. 2006. V. 155. P. 95.
- Dicks A.L. The role of carbon in fuel cells // J. Power Sources. 2006. V.156. P.128.
- Saha M.S., Li R., Sun X. High loading and monodispersed Pt nanoparticles on multiwalled carbon nanotubes for high performance proton exchange membrane fuel cells //J. Power Sources. 2008. V.177. P. 314.
- Soehn M., Lebert M., Wirth Т., Hofmann S., Nicoloso N. Design of gas diffusion electrodes using nanocarbon // J. Power Sources. 2008. V.176 P. 494.
- Пб.Юферев Н. Н., Блинов С. Н., Заварухин С. Г., Тимофеев А. А., Ракова Е. В., Раков Э. Г. Синтез многослойных углеродных нанотрубок на кобальтсодер-жащих катализаторах // Химическая технология. 2007. Т.8. с. 168.
- Sun X. and Saha M.S. Nanotubes, Nanofibers and Nanowires as Supports for Catalysts, in РЕМ Fuel Cell Electrocatalysts and Catalyst Layers. Springer-Yerlag London Limited. 2008. — P. 692 .
- Ye J.-S., Cui H.-F., Wen Y., De Zhang W" Xu G.-Q., She F.-S. Electrodeposition of Platinum Nanoparticles on Multi-Walled Carbon Nanotubes for Electrocatalytic Oxidation of Methanol // Microchim. Acta. 2006. V.152. P. 267.
- Niessen R.A.H., Jonge J., Notten P.H.L. The Electrochemistry of Carbon Nanotubes. I. Aqueous Electrolyte // J. Electrochem. Society. 2006. V.153. P. 1484.
- Jha N., Leela Mohana Reddy A., Shaijumon M.M., Rajalakshmi N., Ramaprabhu S. Pt-Ru/multi-walled carbon nanotubes as electrocatalysts for direct methanol fuel cell // International Journal of Hydrogen Energy. 2008. V. 33. P. 427.
- Sumanasekera G.U., Allen J.L., Fang S.L., Loper A.L., Rao A.M., Eklund P.C. Electrochemical Oxidation of Single Wall Carbon Nanotube Bundles in Sulfuric Acid // J. Phys. Chem. 1999. V.103. P. 4292.
- Jeng K.-T., Chien C.-C., Hsu N.-Y., Yen S.-C., Chiou S.-D., Lin S.-H., Huang W.-M. Performance of direct methanol fuel cell using carbon nanotube-supported Pt-Ru anode catalyst with controlled composition // J. Power Sources. 2006. V.160. P. 97.
- Yang C., Hu X., Wang D., Dai C., Zhang L., Jin H., Agathopoulos S. Ultra-sonically treated multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) as PtRu catalyst supports for methanol electrooxidation // J. Power Sources. 2006. V.160. P. 187.
- Zaragoza-Martm F., Sopena-Escario D., Morallon E., Salinas-Martinez de Le-cea C. Pt/carbon nanofibers electrocatalysts for fuel cells: Effect of the support oxidizing treatment // J. Power Sources. 2007. V. 171. P. 302.
- Nakajima T., Kasamatsu S., Matsuo Y. Synthesis and Characterization of Fluorinated Carbon Nanotube//Eur. J. Solid State Inorg. Chem. 1996. V.33. P.831
- Frackowiak E., Lota G., Cacciaguerra T., Beguin F. Carbon nanotubes with Pt-Ru catalyst for methanol fuel cell // Electrochem. Commun. 2006. V. 8. P. 129
- Niu J.J., Wang J.N. Activated carbon nanotubes-supported catalyst in fuel cells // Electrochimica Acta. 2008. V. 53. P. 8058.
- Shao Y., Sui J., Yin G., Gao Y. Nitrogen-doped carbon nanostructures and their composites as catalytic materials for proton exchange membrane fuel cell // Appl. Catal. B. 2008. V. 79. P. 89.
- Maiyalagan T., Viswanathan B., Varadaraju U.V. Nitrogen containing carbon nanotubes as supports for Pt Alternate anodes for fuel cell applications // Electrochem. Commun. 2005. V. 7. P. 905.
- Hu F., Cui G., Wei Z., Shen P. K. Improved kinetics of ethanol oxidation on Pd catalysts supported on tungsten carbides/carbon nanotubes // Electrochem. Commun. 2008. V. 10. P. 1303.
- Liu Z., Ling X.Y., Guo B., Hong L., Lee J. Y. Pt and PtRu nanoparticles deposited on single-wall carbon nanotubes for methanol electro-oxidation // J. Power Sources. 2007. V. 167. P. 272.
- L’azaro M.J., Celorrio V., Calvillo L., Pastor E., Moliner R. Influence of the synthesis method on the properties of Pt catalysts supported on carbon nanocoils for ethanol oxidation//J. Power Sources. 2010. doi:10.1016/j.jpowsour.2010.10.055.
- Carmo M., Paganin V.A., Rosolen J.M., Gonzalez E.R. Alternative supports for the preparation of catalysts for low-temperature fuel cells: the use of carbon nanotubes // J. Power Sources. 2005. V. 142. P. 169.
- Wu G., Xu B.-Q. Carbon nanotube supported Pt electrodes for methanol oxidation: A comparison between multi- and single-walled carbon nanotubes // J. Power Sources. 2007. V. 174. P. 148.
- Lin J., Wu P.-H., Wycisk R., Trivisonno A., Pintauro P. N. Direct methanol fuel cell operation with pre-stretched recast Nafion® // J. Power Sources. 2007. V. 183. P. 491.
- Jeng K.-T., Chien C.-C., Hsu N.-Y., Huang W.-M., Chiou S.-D., Lin S.-H. Fabrication and impedance studies of DMFC anode incorporated with CNT-supported high-metal-content electrocatalyst // J. Power Sources. 2007. V.164. P. 33.
- Yoo E., Okada T., Kizuka T., Nakamura J. Effect of carbon substrate materials as a Pt-Ru catalyst support on the performance of direct methanol fuel cells // J. Power Sources. 2008. V. 180. P. 221.
- Gangeri M., Centi G., Malfa A., Perathoner S., Vieira R., Pham-Huu C., Le-doux M.J. Electrocatalytic performances of nanostructured platinum-carbon materials // Catalysis Today. 2005. V. 102. P. 50.
- Zhang W.H., Shi J.L., Wang L.Z., Yan D.S. Preparation and Characterization of ZnO Clusters inside Mesoporous Silica // Chem. Mater. 2000. V. 12. P. 1408.
- Prabhuram J., Zhao T.S., Tang Z.K., Chen R., Liang Z.X. Multiwalled Carbon
- Nanotube Supported PtRu for the Anode of Direct Methanol Fuel Cells 11 J. Phys. Chem.B. 2006. V.110.P. 5245.
- Prabhuram J., Zhao T.S., Liang Z.X., Chen R. A simple method for the synthesis of PtRu nanoparticles on the multi-walled carbon nanotube for the anode of a DMFC // Electrochimica Acta. 2007. V. 52. P. 2649.
- Cui Z., Liu C., Liao J., Xing W. Highly active PtRu catalysts supported on carbon nanotubes prepared by modified impregnation method for methanol electro-oxidation //Electrochimica Acta. 2008. V. 53. P. 7807.
- Wang C.-H., Du H.-Y., Tsai Y.-T., Chen C.-P., Huang C.-J., Chen L.C., Chen K.H., Shih H.-C. High performance of low electrocatalysts loading on CNT directly grown on carbon cloth for DMFC // J. Power Sources. 2007. V. 171. P. 55.
- Wang X., Li W., Chen Z., Waje M., Yan Y. Durability investigation of carbon nanotube as catalyst support for proton exchange membrane fuel cell // J. Power Sources. 2006. V.158.P. 154.
- Kongkanand A., Kuwubata S., Girishkumar G., Kamat P. Single-wall carbon nanotubes supported platinum nanoparticles with improved electrocatalytic activity for oxygen reduction reaction // Langmuir. 2006. V. 22. P. 2392.
- Jin G.-P., Ding Y.-F., Zheng P.-P. Electrodeposition of nickel nanoparticles on functional MWCNT surfaces for ethanol oxidation // J. Power Sources. 2007. V.166. P. 80.
- Gao G., Yang G., Xu M., Wang C., Xu C., Li H. Simple synthesis of Pt nanoparticles on noncovalent functional MWNT surfaces: Application in ethanol electrocatalysis // J. Power Sources. 2007. V.173. P. 178.
- Jiang Z., Jiang Z.-J., Meng Y. High catalytic performance of Pt nanoparticles on plasma treated carbon nanotubes for electrooxidation of ethanol in a basic solution//Applied Surface Science. 2010. doi: 10.1016/j.apsusc.2010.10.091.
- Zhu Z., Wang J., Munir A., Zhou H. S. Electrocatalytic activity of Pt nanoparticles on bamboo shaped carbon nanotubes for ethanol oxidation // Electrochimica
- Acta. 2010. V. 55. P. 8517.
- Thomas J.E., Bonesi A.R., Moreno M.S., Visintin A., Castro Luna A.M., Triaca W.E. Carbon nanotubes as catalyst supports for ethanol oxidation // International Journal of Hydrogen Energy. 2010. V. 35. P. 11 681.
- Wang D., Lu S., Jiang S. P. Tetrahydrofuran-functionalized multi-walled carbon nanotubes as effective support for Pt and PtSn electrocatalysts of fuel cells // Electrochimica Acta. 2010. V. 55. P. 2964.
- Guo D.-J. Electrooxidation of ethanol on novel multi-walled carbon nanotube supported platinum-antimony tin oxide nanoparticle catalysts // J. Power Sources. 2011. V. 196. P. 679.
- Zhao X., Li W., Jiang L., Zhou W., Xin Q., Yi В., Sun G. Multi-wall carbon nanotube supported Pt-Sn nanoparticles as an anode catalyst for the direct ethanol fuel cell // Carbon. 2004. V. 42. P. 3262.
- Сафонов B.A., JIana A.C., Мансуров Г. Н., Петрий О. А. Исследование адсорбции адатомов меди на гладком платиновом электроде // Электрохимия. 1980. Т.16. С. 439.
- Кузов А.В., Тарасевич М. Р., Богдановская В. А. Катализаторы анодного окисления этанола для этанольно-воздушного топливного элемента с про-тонпроводящим полимерным электролитом // Электрохимия. 2010. Т. 46. С. 444.
- Bittencourt С., Hecq М., Felten A., Pireaux J.J., Ghijsen J., Felicissimo M.P. Platinum-carbon nanotube interaction // Chem. Phys. Lett. 2008. V. 462. P. 260.
- Liu Z., Ling X. Y., Su X., Lee J. Y., Gan L. M. Preparation and characterization of Pt/C and PtRu/C electrocatalysts for direct ethanol fuel cells // J. Power Sources. 2005. V. 149 P. 1.
- Manohara R., Goodenough J.B. Methanol oxidation in acid on ordered NiTi //J. Mater. Chem. 1992. V.2 P. 875.
- Neyerlin K.C., Srivastava R., Yu C., Strasser P. Electrochemical activity and stability of dealloyed Pt-Cu and Pt-Cu-Co electrocatalysts for the oxygen reduction reaction (ORR) // J. Power Sources. 2009. V. 186. P.261.
- Новиков Д.В., Тарасевич M.P., Богдановская B.A., Андоралов В. М., Жутаева Г. В. Коррозионное поведение катодного катализатора PdCoPt/C в кислой среде и формирование core-shell структуры // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2010. Т. 46. С. 1.
- Раков Э.Г. Нанотрубки и фуллерены. — М.: Физматкнига. 2006. — 371с.
- McNicol В. D., Short R. Т. The Reductibility of Ru, Pt/Ru and Pt oxideelectrocatalysts as measured by temperature-programmed reduction and cyclic voltammetry // J. Electroanal. Chem. 1978. V. 92. P. l 15.
- Burke L. D., Murphy O. J. Cyclic voltammetry as a technique for determing the surface area of Ru02 electrodes // J. Electroanal. Chem. 1979. V. 96. P. 19.
- Burke L. D., Whelan D. P. The behavior of ruthenium anodes in base // J. Electroanal. Chem. 1979. V. 103. P. 179.
- Справочник химика. Т. 3. — M.: Химия. 1965. С. 659.
- Якименко JI.M. Электродные материалы в прикладной электрохимии. -М.: Химия, 1977.-С. 190. I
- Энтина B.C., Петрий О. А. Электроокисление метанола на Pt+Ru- и Ru-электродах при различных температурах // Электрохимия. 1968. Т. 4. С. 678.