Електрокаталітичні властивості каталізаторів, нанесених на вуглецеві нанотрубки, для кисневих електродів хімічних джерел струму

  • I. A. Slobodyanyuk Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського Національної академії наук України
  • M. O. Danilov Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського Національної академії наук України
  • I. A. Rusetskii Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського Національної академії наук України
  • G. Ya. Kolbasov Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського Національної академії наук України

Анотація

Отримані нанокомпозитні електрокаталітичні матеріали на основі багатошарових вуглецевих нанотрубок з металами (платиною, нікелем, свинцем), оксидами (марганцю, молібдену, хрому, кобальту, ніобію) і сульфідом кадмію. Виявлено кореляцію каталітичної активності електродів з величиною коефіцієнта «а» у рівнянні Тафеля для реакції виділення кисню. Висунуто припущення про те, що адсорбція реагенту й перенос електронів локалізуються та протікають паралельно на каталізаторі й носії, а частинки реагенту дифундують через межу поділу фаз каталізатора та носія. Зроблено висновок, що для вуглецевих нанотрубок з низькою енергією адсорбції кисню, варто застосовувати каталізатор з високою енергією адсорбції молекулярного кисню, а отже з більшим значенням перенапруги в реакції виділення на ньому молекулярного кисню.

Посилання


  1. Pletcher D. Electrocatalysis: present and future // J. Appl. Electrochem. – 1984. – V. 14, N. 4. – P. 403 – 415.

  2. Burke L.D. Premonolayer oxidation and its role in electrocatalysis // Electrochim Acta. – 1994. – V. 39, N. 11 – 12. – P. 1841 – 1848.

  3. Burke L.D. Nugent P.F. The electrochemistry of gold: II the electrocatalytic behaviour of the metal in aqueous media // Gold Bull. – 1998. – V. 31, N. 2. – P. 39 – 50.

  4. Burke L.D., Collins J.A., Murphy M.A. Redox and electrocatalytic activity of copper in base at unusually low, premonolayer potentials // J. Solid State Electrochem. – 1999. – V. 4, N. 1. – P. 34 – 41.

  5. Бёрк Л.Д., Кинзелла Л.М., О, Коннел А.М. Роль метастабильных состояний в электрокаталитических процессах на поверхности металлов в водных растворах // Электрохимия. – 2004. – Т. 40, № 11. – С. 1289 – 1300.

  6. Haruta M., Yamada M., Kobayashi T., Iijima S. Gold catalysts prepared by coprecipitation for low-temperature oxidation of hydrogen and of carbon monoxide // J. Catal. – 1989. – V. 115, N. 2. – P. 301 – 309.

  7. Parsons R., VanderNoot T. The oxidation of small organic molecules: A survey of recent fuel cell related research // J. Electroanalyt. Chem. – 1988. – V. 257, N. 1–2. – P. 9 – 45.

  8. Burke L.D., Nugent P.F. Dichromate reduction on gold and platinum electrodes in aqueous acid solutions // Electrochim. Acta. – 1997. – V. 42, N. 3. – P. 399 – 411.

  9. Гуэррини Е., Трасати С. Некоторые последние достижения в понимании факторов электрокатализа // Электрохимия. – 2006. – Т. 42, № 10. – С. 1131 – 1140.

  10. Melezhik A.V., Sementsov Yu.I., Yanchenko V.V. Synthesis of Fine Carbon Nanotubes on Coprecipitated Metal Oxide Catalysts // Russian J. Appl. Chem. – 2005. – V. 78, N. 6. – P. 917 – 923.

  11. Danilov M.O., Kolbasov G.Ya., Melezhyk A.V. Electrodes For Fuel Cells Based On Carbon Nanotubes And Catalysts // Carbon Nanomaterials in Clean Energy Hydrogen Systems. – 2009. – P. 279 – 281.

  12. Danilov M.O, Kolbasov G.Ya, Melezhyk A.V. Electrocatalytic properties of nanostructured compositions for alkaline fuel cells // Advanced Batteries and Accumulators (Proceedings of the 8th ABA, June 3 – 7 th., 2007, Brno, Czech Republic). – P. 131 – 135.

  13. Danilov M.O., Melezhyk A.V Carbon nanotubes modified with catalyst – promising materials for fuel cells // J. Power Sources. – 2006. – V. 163, – N 1. – Р. 376 – 381.

  14. Danilov M.O., Ivanova N.D.,. Melezhyk A.V, Boldyrev E.I., Stadnik O.A. Molybdenum oxide–carbon nanotubes nanocomposites for fuel cell oxygen electrode // Advanced Batteries and Accumulators (Proceedings of the 9th ABA, July 3th, 2008, Brno, Czech Republic). – P. 83 – 85.

  15. Danilov M.O., Kolbasov G.Ya. Electrochemical method for the preparation nanocomposites based on carbon nanotubes and chromium oxides for oxygen electrodes // J. Solid State Electrochem. – 2010. – V. 14, N. 12. – P. 2169 – 2172.

  16. Cattaria S., Musiani M. Electrosynthesis of nanocomposite materials for electrocatalysis // Electrochim. Acta. – 2007. – V. 52, N. 8. – P. 2796 – 2805.

  17. Коровин Н.В. Химические источники тока с воздушными электродами // Электрохимическая энергетика. – 2001. – Т. 1, № 1-2. – С 16 – 23.

  18. Томилов А.П., Фиошин М.Я., Смирнов В.А. Электрохимический синтез органических веществ. – Ленинград: Химия, 1976. – 424 с.

  19. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия. – Москва: Высшая школа, 1975. – 568 с.

  20. Bockris J. O’M. A primer on electrocatalysis // J. Serb. Chem. Soc. – 2005. – V. 70, N. 3. – P. 475 – 487.

Опубліковано
2012-09-04
Як цитувати
Slobodyanyuk, I. A., Danilov, M. O., Rusetskii, I. A., & Kolbasov, G. Y. (2012). Електрокаталітичні властивості каталізаторів, нанесених на вуглецеві нанотрубки, для кисневих електродів хімічних джерел струму. Поверхня, (4(19), 134-141. вилучено із http://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/478
Розділ
Фізико-хімія поверхневих явищ