Catalysts for Oxygen Reduction on a Vulcan XC-72 Carbon Substrate Modified with Transition Metals

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

This paper presents the results of a study of the catalytic activity of bimetallic materials synthesized based on Vulcan XC-72 carbon black modified with nickel, cobalt, and molybdenum in the electrochemical oxygen reduction reaction. The studies of the synthesized catalysts by adsorption–desorption of nitrogen in vacuum show that they are mesoporous and possess low porosity and surface area. After modification with metals, the surface area of the catalyst and pore volume decrease. The Raman spectra of the samples evidence probable formation of intermetallics or mixed molybdenum oxides on the surface of the MoCo/C and NiMo/C catalysts, which is in agreement with the published data. Scanning electron microscopy shows the formation of spherical metal parties on amorphous Vulcan XC-72. All the studied bimetallic catalysts possess similar kinetic characteristics of the electrochemical oxygen reduction reaction; nevertheless, NiMo/C and NiNi/C catalysts manifest a higher activity. The verification of the robustness of operation of the synthesized catalysts shows their high corrosion resistance.

About the authors

K. Yu. Vinogradov

Samara National Research University

Email: winyur@yandex.ru
443100, Samara, Russia

R. V. Shafigulin

Samara National Research University

Email: winyur@yandex.ru
443086, Samara, Russia

S. V. Vostrikov

Samara State Technical University

Email: winyur@yandex.ru
443100, Samara, Russia

E. A. Martynenko

Samara State Technical University

Email: winyur@yandex.ru
443100, Samara, Russia

V. V. Podlipnov

Samara National Research University

Email: winyur@yandex.ru
443086, Samara, Russia

A. V. Bulanova

Samara National Research University

Author for correspondence.
Email: winyur@yandex.ru
443086, Samara, Russia

References

  1. Borup R.L. et al. // Current Opinion in Electrochemistry. 2020. V. 21. P. 192–200.
  2. Ott S. et al. // J. Electrochemical Society. 2022. V. 169. № 5. P. 054520.
  3. Wang L. et al. // J. Energy Chemistry. 2019. V. 39. P. 77–87.
  4. Muhyuddin M. et al. // J. Power Sources. 2023. V. 556. P. 232416.
  5. Liu M. et al. // Advanced Materials. 2019. V. 31. № 6. P. 1802234.
  6. Wu D. et al. // ChemNanoMat. 2020. V. 6. № 1. P. 32–41.
  7. Wu J., Yang H. // Accounts of chemical research. 2013. V. 46. № 8. P. 1848–1857.
  8. Shafigulin R.V. et al. // Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis. 2021. V. 133. № 1. P. 455–465.
  9. Chen K. et al. // J. Colloid and Interface Science. 2021. V. 582. P. 977–990.
  10. Yoo D.J. et al. // New J. Chemistry. 2018. V. 42. № 17. P. 14386–14393.
  11. Samad S. et al. // International J. Hydrogen Energy. 2018. V. 43. № 16. P. 7823–7854.
  12. Wang C., Astruc D. // Progress in Materials Science. 2018. V. 94. P. 306–383.
  13. Sing K.S.W. // Pure and Applied Chemistry. 1985. V. 57. № 4. P. 603–619.
  14. Xiao T.C. et al. // J. Catalysis. 2001. V. 202. № 1. P. 100–109.
  15. Dufresne P. et al. // J. Physical Chemistry. 1981. V. 85. № 16. P. 2344–2351.
  16. Wu J. et al. // J. Power Sources. 2013. V. 227. P. 185–190.
  17. Martynenko E.A. et al. // J. Applied Electrochemistry. 2023. V. 53. № 4. P. 645–659.
  18. Bulanova A.V. et al. // Catalysts. 2022. V. 12. № 9. P. 1013.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (112KB)
3.

Download (74KB)
4.

Download (5MB)
5.

Download (56KB)
6.

Download (124KB)
7.

Download (54KB)
8.

Download (37KB)
9.

Download (29KB)
10.

Download (109KB)

Copyright (c) 2023 К.Ю. Виноградов, Р.В. Шафигулин, С.В. Востриков, Е.А. Мартыненко, В.В. Подлипнов, А.В. Буланова

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».