An Effective PtNi/CNTs Catalyst for the Hydrogen Oxidation Reaction in an Alkaline Electrolyte

V. A. Bogdanovskaya; Богдановская В. А.; I. E. Vernigor; Вернигор И. Е.; M. V. Radina; Радина М. В.; P. A. Sinitsyn; Синицын П. А.; V. N. Andreev; Андреев В. Н.; N. F. Nikol’skaya; Никольская Н. Ф.

doi:10.31857/S0044185623700808

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

Авторы: Богдановская В.А.¹^,2, Вернигор И.Е.¹^,2, Радина М.В.¹, Синицын П.А.³, Андреев В.Н.¹^,2, Никольская Н.Ф.¹
Учреждения:
1. Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
2. Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева
3. Сколковский институт науки и технологий
Выпуск: Том 59, № 6 (2023)
Страницы: 646-656
Раздел: НАНОРАЗМЕРНЫЕ И НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ПОКРЫТИЯ
URL: https://jdigitaldiagnostics.com/0044-1856/article/view/663962
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044185623700808
EDN: https://elibrary.ru/AFPVYS
ID: 663962

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

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 (УНТ_NaOH) 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/УНТ_NaOH с массовым содержанием платины 10%, при отношении Pt : Ni равном 1 : 1. Основными параметрами, обеспечивающими высокие характеристики биметаллической системы являются: наличие на УНТ_NaOH 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

Varcoe J.R., Atanassov P., Dekel D.R. et al. // Energy Environ. Sci. 2014. V. 7. P. 3135.
Firouzjaie H.A., Mustain W.E. // ACS Catal. 2020. V. 10. P. 225
Wang H., Wang R., Sui S. et al. // Automot. Innov. 2021. V. 4. P. 144.
Talukder N., Wang Y., Nunna B.B. et al. // Catalysts. 2022. V. 12. P. 791.
Shao Y., Dodelet J.-P., Wu G. et al. // Adv. Mater. 2019. V. 31. № 1807615.
Hu C., Dai L. // Adv. Mater. 2019. V. 31. № 1804672.
Zhang X., Zhang X., Zhao S. et al. // Electrochimica Acta. 2021. V. 370. № 137712.
Vernigor I., Bogdanovskaya V., Radina M. et al. // Catalysts. 2023. V. 13. P. 161.
Rheinlander P.J., Herranz J., Durst J. et al. // J. Electrochem. Soc. 2014. V. 161 P. 1448.
Qiu Y., Xie X., Li W. et al. // Chinese J. Catalysis. 2021. V. 42. I. 12. P. 2094.
Sheng W.C., Gasteiger H.A., Shao-Horn Y. // J. Electrochemical Society. 2010 V. 157. P. 1529.
Durst J., Simon C., Hasche F., Gasteiger H. A. // J. Electrochemical Society. 2015. V. 162. P. 190.
Hu J., Kuttiyiel K.A., Sasaki K. et al. // J. Electrochemical Society. 2018. V. 165. I. 15. P. 3355.
Campos‑Roldán C.A., Alonso‑Vante N. // Electrochemical Energy Reviews. 2019. V. 2. № 2. P. 312.
Cong Y., Yi B., Song Y. // Nano Energy. 2018. V. 44. P. 288.
Wang Y., Wang G., Li G. et al. // Energy Environ. Sci. 2015. V. 8. P. 177.
Li J., Ghoshal S., Bates M.K. et al. // Angew Chem Int. Ed. Engl. 2017 V. 56. I. 49. P. 15594.
Lu S., Zhuang Z. // J. Am. Chem. Soc. 2017. V. 139. P. 5156.
Sheng W., Bivens A.P., Myint M. et al. // Energy Environ. Sci. 2014. V. 7. P. 1719.
Bakos I., Paszternák A., Zitoun D. // Electrochimica Acta. 2015. V. 176. P. 1074.
Davydova E., Zaffran J., Dhaka K. et al. // Catalysts. 2018. V. 8. № 10. P. 454.
Montserrat-Sisó G., Wickman B. // Electrochimica Acta. 2022. V. 420. P. 140425.
Zhou Z., Liu Y., Zhang J. et al. // Electrochemistry Communications. 2020. V. 121. P. 106871.
Богдановская В.А., Кузов А.В., Радина М.В. и др. // Электрохимия. 2020. Т. 56. С. 1083.
Volfkovich Y.M., Sakars A.V., Volinsky A.A. // Int. J. Nanotechnol. 2005. V. 2. P. 292.
Hussein L. // RSC Adv. 2016. V. 6. P. 13088.
Bogdanovskaya V., Vernigor I., Radina M. et al. // Catalysts. 2021. V. 11. P. 1354.
Bogdanovskaya V., Vernigor I., Radina M. et al. // Catalysts. 2023. V. 13. P. 161.
Казаринов И.А., Волынский В.В., Клюев В.В. и др. // Электрохимическая энергетика. 2017. № 4. С. 173.
Вольфкович Ю.М., Михалин А.А., Рычагов А.Ю. и др. // Электрохимия. 2020. Т. 56. С. 963.