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.

surface 4(19)
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 https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/478
Номер
№ 4(19) (2012): Поверхня
Розділ
Фізико-хімія поверхневих явищ
  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.