Водородо-воздушный топливный элемент на основе катализаторов, не содержащих платину | 2017 ИФХЭ РАН

Водородо-воздушный топливный элемент на основе катализаторов, не содержащих платину

М.Р. Тарасевич., В.А. Богдановская., В.М. Андоралов, Г.В. Жутаева,Н.А. Капустина, Д.В. Новиков, А.Ю. Цивадзе, В.Е. Баулин,Н.М. Логачева, З.А. Ротенберг, Л.А. Бекетаева, К.В. Рыбалка

Лаборатория электрокатализа и топливных элементов
Лаборатория новых физико-химических проблем
Лаборатория  межфазных границ и электрокатализа
Лаборатория
физической электрохимии

Работы в области неплатиновых катализаторов обладают, с одной стороны, непосредственной прикладной значимостью, а с другой стороны – разработка новых эффективных каталитических систем всегда связана с глубокими фундаментальными исследованиями. Проведена комплексная работа по палладиевым катализаторам. Разработаны новые каталитические катодные и анодные нанодисперсные системы.

Изучение биметаллических катализаторов PdX (где X = Со, Cu, Fe, V, Ru, Ni, Au) позволило выявить зависимость кинетики и механизма реакции восстановления кислорода от ряда структурных параметров. Для наиболее перспективных катодных систем проведены исследования коррозионной стабильности. Показано, что переходные d-элементы в значительной степени стабилизируют палладий, который является весьма неустойчивым в кислых растворах. Подробно исследована зависимость электрокаталитических свойств от методики синтеза и используемых прекурсоров для PdCo на высокодисперсном углеродном материале. Эта система была испытана в составе катода низкотемпературного топливного элемента с твердым полимерным электролитом. Разработанные на его основе мембранно-электродные блоки позволяют получать максимальную удельную мощность до 220 мВт/см2. Разработанные катализаторы обеспечивают непрерывную работу топливного элемента в течение более 50 ч без значительного снижения характеристик. Для палладиевых систем, не содержащих платину, этот результат является достижением на фоне мировых исследований.

Разработаны анодные PdX системы, обладающие высокой толерантностью к примесям СО в водородном газе, к тому же на их поверхности практически не адсорбируется СО2. Эти катализаторы позволяют применять в качестве топлива неочищенный водород, что делает топливный элемент еще более перспективным.

Использование палладиевых систем для катализа анодных и катодных процессов позволяет создать топливные элементы без платины и при этом разработанные катализаторы  обеспечивают высокие разрядные характеристики.

Уровень результатов проведенной работы  соответствует передовым мировым исследованиям в этой области.

Соисполнители: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет инженерной экологии»; Брянский государственный университет имени академика  И.Г. Петровского.


Версия для печати Версия для печати
 
 
shadow shadow
Яндекс.Метрика