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://journal-vniispk.ru/0044-1856/article/view/233789
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044185623700808
EDN: https://elibrary.ru/AFPVYS
ID: 233789

Цитировать

Полный текст

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.