DE102013112288A1 - Ruthenium/palladium/carbon catalyst useful for electro-oxidation of the formic acid in formic acid fuel cells comprises palladium and ruthenium deposited on a carbon support - Google Patents
Ruthenium/palladium/carbon catalyst useful for electro-oxidation of the formic acid in formic acid fuel cells comprises palladium and ruthenium deposited on a carbon support Download PDFInfo
- Publication number
- DE102013112288A1 DE102013112288A1 DE201310112288 DE102013112288A DE102013112288A1 DE 102013112288 A1 DE102013112288 A1 DE 102013112288A1 DE 201310112288 DE201310112288 DE 201310112288 DE 102013112288 A DE102013112288 A DE 102013112288A DE 102013112288 A1 DE102013112288 A1 DE 102013112288A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- catalyst
- ruthenium
- palladium
- formic acid
- fuel cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 172
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 161
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 149
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 113
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 title claims abstract description 90
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 71
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 61
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 39
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 34
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 title claims description 9
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 6
- 150000003303 ruthenium Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 13
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- -1 ruthenium ions Chemical class 0.000 claims description 3
- VDRDGQXTSLSKKY-UHFFFAOYSA-K ruthenium(3+);trihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Ru+3] VDRDGQXTSLSKKY-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims description 3
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YBCAZPLXEGKKFM-UHFFFAOYSA-K ruthenium(iii) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Ru+3] YBCAZPLXEGKKFM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 2
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 9
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 9
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 102100033617 Retinal-specific phospholipid-transporting ATPase ABCA4 Human genes 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 1
- 229910002849 PtRu Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 235000019249 food preservative Nutrition 0.000 description 1
- 239000005452 food preservative Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000011943 nanocatalyst Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- OYJSZRRJQJAOFK-UHFFFAOYSA-N palladium ruthenium Chemical compound [Ru].[Pd] OYJSZRRJQJAOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1009—Fuel cells with solid electrolytes with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/8605—Porous electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8825—Methods for deposition of the catalytic active composition
- H01M4/8846—Impregnation
- H01M4/885—Impregnation followed by reduction of the catalyst salt precursor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/92—Metals of platinum group
- H01M4/925—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
- H01M4/926—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
-
- B01J35/33—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Ru/Pd/C-Katalysator, ein Verfahren zum Herstellen des Ru/Pd/C-Katalysators, dessen Anwendung in einer Ameisensäure-Brennstoffzelle sowie eine derartige Brennstoffzelle. The invention relates to a Ru / Pd / C catalyst, a method for producing the Ru / Pd / C catalyst, its use in a formic acid fuel cell and such a fuel cell.
Die Brennstoffzellen sind elektrochemische Zellen, in den die freie Enthalpie der Brennstoffoxidation in elektrische Energie hochleistungsfähig umgewandelt wird. The fuel cells are electrochemical cells, in which the free enthalpy of the fuel oxidation is converted into electrical energy high performance.
In einer Ameisensäure-Brennstoffzelle, nachfolgend DFAFC (von englisch: Direct Formic Acid Fuel Cell) genannt, wird die Ameisensäure zu Kohlenstoffdioxid und Wasser elektrooxidiert (
Die am weitesten untersuchten Brennstoffzellen sind Wasserstoff- und Methanol-Brennstoffzellen. Diese Brennstoffzellen weisen eine Reihe von Nachteilen auf, die ihre Kommerzialisierung beschränken. Ein bedeutendes Problem bei der Wasserstoff-Brennstoffzelle ist die Lagerung des Wasserstoffs und hohe Kosten des Platins – des hauptsächlichen Katalysators, sowie ein niedriger Massenanteil von Platin in der Erdkruste. Die grundlegenden Probleme bei der Methanol-Brennstoffzelle sind: langsame Kinetik der Anodenreaktion; hohe Eindringungsrate des Brennstoffes durch die ionenleitende Membran, die Anode von Kathode abtrennt; notwendige Versorgung von Wasser, das eines der Reagenzien der Anodenreaktion ist; Entwässerung der ionenleitenden Membran durch Methanol; notwendige Verwendung des teuren Platins. The most widely studied fuel cells are hydrogen and methanol fuel cells. These fuel cells have a number of disadvantages that limit their commercialization. A major problem with the hydrogen fuel cell is the storage of hydrogen and high cost of platinum - the main catalyst, as well as a low mass fraction of platinum in the earth's crust. The basic problems with the methanol fuel cell are: slow kinetics of the anode reaction; high rate of penetration of the fuel through the ion-conducting membrane separating the anode from the cathode; necessary supply of water which is one of the reagents of the anode reaction; Dehydration of the ion-conducting membrane by methanol; necessary use of expensive platinum.
Die Ameisensäure-Brennstoffzelle bietet zahlreiche Vorteile an, davon u.a. hohe Leistungsdichte und hohe elektromotorische Kraft (im Vergleich mit der Methanol-Brennstoffzelle). Die Ameisensäure ist eine leicht zu vertreibende und zu lagernde Flüssigkeit, ist verhältnismäßig sicher – in geringen Konzentrationen wird sie als Konservierungsmittel in Lebensmitteln verwendet. Außerdem bieten die Ameisensäure-Brennstoffzellen die Möglichkeit, Palladium als einen Katalysator zur Elektrooxidation der Ameisensäure zu verwenden [
In einer Reihe der Patentveröffentlichungen [
Ein Palladium-Katalysator ist aber an der DFAFC-Anode nur bei Verwendung einer sehr teuren hochreinen Ameisensäure stabil [
Eine andere Lösung des Problems der Desaktivierung der Palladium-Katalysatoren in einer mit der Ameisensäure von beschränkter Reinheit versorgten Brennstoffzelle ist eine periodische Aktivierung der Brennstoffzelle mit den Anodenpulsen [
Ein anderes Verfahren zur Herstellung einer stabilen, mit der Ameisensäure vom beschränkten Reinheitsgrad versorgten Brennstoffzelle ist es, eine PtRu-Legierung als Anodenkatalysator zu benutzen. Der Nachteil solchen Katalysators ist die Verwendung des teuren Platins [
Die Verfasser der vorliegenden Patentanmeldung haben Versuche unternommen, die auf dem Kohlenstoffträger Vulcan XC-72 abgeschiedenen Palladium-Katalysatoren mit Ruthenium durch die Reduzierung der Rutheniumionen mit verschiedenen Reduziermitteln zu veredeln. Die so präparierten Ru/Pd/C-Katalysatoren wurden an der Anode einer mit analysenreiner Ameisensäure versorgten Brennstoffzelle untersucht. The authors of the present patent application have made attempts to refine the palladium catalysts deposited on the carbon support Vulcan XC-72 with ruthenium by reducing the ruthenium ions with various reducing agents. The prepared Ru / Pd / C catalysts were analyzed at the anode of a reagent-grade formic acid fuel cell.
Unerwartet, beim Betrieb der Brennstoffzelle bei einem vorgegebenen Stromwert, begann die Spannung der Brennstoffzelle zu oszillieren. Als Ausgangswerkstoff zur Herstellung der hier beschriebenen Katalysatoren wurde ein Katalysator mit 20 Gewichtsprozent Palladium auf einem Kohlenstoffträger verwendet. Das Ruthenium wurde durch die Reduktion von Ameisensäure, Natriumborhydrid (NaBH4) oder Hydrazin abgeschieden. Das nominale Atomverhältnis von Ruthenium zu Palladium in den Katalysatoren lag im Bereich von 0,05 bis 1,5 vor. Es wurde festgestellt, dass bei Verwendung der Katalysatoren an der Brennstoffzellenanode, bei den das Verhältnis höher als 0,2 war, oszillierte die Brennzellenspannung spontan. Der Mittelwert der Brennstoffzellenspannung war während der Messung annähernd konstant. Bei einem Ru:Pd-Atomverhältnis kleiner oder gleich 0,2 oszillierte die Brennstoffzellespannung dagegen nicht und stabilisierte sich auf einem niedrigeren Niveau als bei den Katalysatoren, bei den die Brennstoffzellespannung spontan oszillierte. Unexpectedly, when operating the fuel cell at a given current value, the voltage of the fuel cell began to oscillate. As the starting material for the preparation of the catalysts described herein, a 20 weight percent palladium catalyst was used on a carbon support. The ruthenium was deposited by the reduction of formic acid, sodium borohydride (NaBH 4 ) or hydrazine. The nominal atomic ratio of ruthenium to palladium in the catalysts was in the range of 0.05 to 1.5. It was found that when using the catalysts at the fuel cell anode where the ratio was higher than 0.2, the firing cell voltage oscillated spontaneously. The mean value of the fuel cell voltage was approximately constant during the measurement. On the other hand, with a Ru: Pd atomic ratio less than or equal to 0.2, the fuel cell voltage did not oscillate and stabilized at a lower level than the catalysts in which the fuel cell voltage spontaneously oscillated.
Die US-Patentanmeldung Nr. US 20080241642 umfasst Katalysatoren der Oxidation der Ameisensäure, die ein Edelmetall (Pd, Pt, Au, Rh, Ir und Os) mit Zusatz anderer Metalle (Sn, Ru, Mo, Re, V, Bi, Pb, Au und Sb) beinhalten. Die Patentanmeldung behält unter anderem ein Pd-Ru-System vor, die Erfinder geben aber weder Anwendungsbeispiele, noch Beispiele für die Herstellung der mit Ruthenium veredelten Palladium-Katalysatoren, sie zeigen auch nicht, dass solche Katalysatoren beim Betrieb einer Brennstoffzelle stabil bleiben, wie auch, dass für manche dieser Katalysatoren die Brennstoffzellenspannung spontan oszilliert. US Patent Application No. US 20080241642 comprises catalysts for the oxidation of formic acid containing a noble metal (Pd, Pt, Au, Rh, Ir and Os) with the addition of other metals (Sn, Ru, Mo, Re, V, Bi, Pb, Au and Sb). The patent application reserves, inter alia, a Pd-Ru system, but the inventors give neither application examples, nor examples of the preparation of ruthenium-refined palladium catalysts, nor do they show that such catalysts remain stable in the operation of a fuel cell, as well in that for some of these catalysts the fuel cell voltage spontaneously oscillates.
Die Veröffentlichung
Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen neuen und besseren Ru/Pd/C-Katalysator vorzusehen. Insbesondere betrifft die Erfindung die Verwendung dieses neuen Katalysators in einer Ameisensäure-Brennstoffzelle, wobei die Ameisensäure organische Verunreinigungen beinhaltet, und der Katalysator fähig ist, beim Betrieb der Brennstoffzelle sich selbst zu regenerieren. It is therefore the object of the present invention to provide a new and better Ru / Pd / C catalyst. More particularly, the invention relates to the use of this novel catalyst in a formic acid fuel cell wherein the formic acid includes organic contaminants and the catalyst is capable of self-regeneration during operation of the fuel cell.
Gemäß der Erfindung, ein Ru/Pd/C-Katalysator, insbesondere zur Elektrooxidation der Ameisensäure, beinhaltend auf einem Kohlenstoffträger abgeschiedenes Palladium und Ruthenium, zeichnet sich dadurch aus, dass das nominale Atomverhältnis von Ruthenium zu Palladium bei diesem Ru/Pd/C-Katalysator im Bereich von 0,2 bis 1,5 vorliegt. According to the invention, a Ru / Pd / C catalyst, in particular for the electro-oxidation of formic acid, comprising palladium and ruthenium deposited on a carbon support, is characterized in that the nominal atomic ratio of ruthenium to palladium in this Ru / Pd / C catalyst in the range of 0.2 to 1.5.
Vorzugsweise liegt Ruthenium in metallischer Form vor, ohne eine Legierung mit Palladium zu bilden. Preferably, ruthenium is in metallic form without forming an alloy with palladium.
Ein erfindungsgemäßer, in einer Ameisensäure-Brennstoffzelle verwendeter Ru/Pd/C-Katalysator aktiviert sich selbst durch spontane Oszillationen der Brennstoffzellenspannung, die keine Energiezufuhr von außen benötigen. An inventive Ru / Pd / C catalyst used in a formic acid fuel cell activates itself by spontaneous oscillations of the fuel cell voltage, which do not require external power supply.
Darüber hinaus umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen des Ru/Pd/C-Katalysators, gekennzeichnet dadurch, dass es folgende Schritte umfasst, in denen:
- a) ein Pd/C-Katalysator, vorzugsweise mit einer Pd-Kristalliten-Größe unter 5 nm, bereitgestellt, und anschließend
- b) auf dem hergestellten Pd/C-Katalysator Ruthenium (Ru) mit der Bildung eines Ru/Pd/C-Katalysators abgeschieden wird.
- a) provided a Pd / C catalyst, preferably with a Pd crystallite size below 5 nm, and then
- b) depositing on the prepared Pd / C catalyst ruthenium (Ru) with the formation of a Ru / Pd / C catalyst.
Vorzugsweise wird in Schritt a) das auf einem Kohlenstoffträger abgeschiedenes Palladium als Pd/C-Katalysator verwendet, wobei der Kohlenstoffträger aus der Gruppe umfassend Vulcan XC-72, Carbo Medicinalis Ligni, Kohlenstoffnanoröhrchen, Kohlenstoffnanofaser und Graphen, ausgewählt ist. Preferably, in step a), the palladium deposited on a carbon support is used as the Pd / C catalyst, wherein the carbon support is selected from the group comprising Vulcan XC-72, Carbo Medicinalis Ligni, carbon nanotubes, carbon nanofibers, and graphene.
Vorzugsweise wird in Schritt b) Ruthenium entweder durch die Reduktion von Rutheniumsalzen in wässriger Lösung unter Benutzung eines Reduktionsmittels oder durch die Imprägnierung (Beschichtung) des Pd/C-Katalysators mit Rutheniumhydroxid, und anschließend die Reduktion dieses Rutheniumhydroxids unter Benutzung eines Reduktionsmittels, auf dem Pd/C-Katalysator abgeschieden. Preferably, in step b), ruthenium is formed either by the reduction of ruthenium salts in aqueous solution using a reducing agent or by impregnation (coating) of the Pd / C catalyst with ruthenium hydroxide, followed by reduction of this ruthenium hydroxide using a reducing agent on the Pd / C catalyst deposited.
Vorzugsweise, wird in Schritt b) Rutheniumchlorid (RuCl3) als Rutheniumsalz verwendet. Preferably, in step b) ruthenium chloride (RuCl 3 ) is used as the ruthenium salt.
Vorzugsweise wird in Schritt b) Natriumborhydrid (NaBH4), Ameisensäure (HCOOH) oder Hydrazin (N2H4) als ein Rutheniumionen reduzierendes Reduktionsmittel verwendet. Preferably, in step b) sodium borohydride (NaBH 4 ), formic acid (HCOOH) or hydrazine (N 2 H 4 ) is used as a reducing agent reducing ruthenium ions.
Vorzugsweise liegt das nominale Atomverhältnis von Ruthenium zu Palladium im hergestellten Ru/Pd/C-Katalysator im Bereich von 0,2 bis 1,5 vor. Preferably, the nominal atomic ratio of ruthenium to palladium in the prepared Ru / Pd / C catalyst is in the range of 0.2 to 1.5.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Anwendung des mit dem oben definierten Verfahren hergestellten Ru/Pd/C-Katalysators zur Elektrooxidation der Ameisensäure in den Ameisensäure-Brennstoffzellen. The present invention also encompasses the use of the Ru / Pd / C catalyst prepared by the process as defined above for the electro-oxidation of formic acid in the formic acid fuel cells.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Ameisensäure-Brennstoffzelle, bestehend aus einer Kathode, die vorzugsweise einen Pt/C-Katalysator darstellt, einer ionenleitenden Membran, sowie einer Anode, die einen mit Ruthenium veredelter Palladium-Katalysator darstellt, gekennzeichnet dadurch, dass der mit Ruthenium veredelte Palladium-Katalysator der oben beschriebene Ru/Pd/C-Katalysator ist. The present invention also includes a formic acid fuel cell consisting of a cathode, which is preferably a Pt / C catalyst, an ion-conducting membrane, and an anode, which is a ruthenium-refined palladium catalyst, characterized in that the ruthenium refined palladium catalyst is the above-described Ru / Pd / C catalyst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der mit Ruthenium als Promotor veredelte Palladium-Katalysator (Ru/Pd/C), in dem das molare Verhältnis von Ruthenium zu Palladium im Beriech von 0,2 bis 1,5 vorliegt, für Anode einer Ameisensäure-Brennstoffzelle bestimmt, wobei die Ameisensäure organische Verunreinigungen wie Methanol, Ameisensäuremethylester, Essigsäure, Formaldehyd beinhaltet, und diese im Bereich von 45 ppm bis 600 ppm, vorzugsweise entsprechend mindestens 45 ppm, 190 ppm, 600 ppm oder 600 ppm, vorliegen. According to the present invention, the ruthenium promoted palladium catalyst (Ru / Pd / C) in which the molar ratio of ruthenium to palladium is 0.2 to 1.5 is intended for the anode of a formic acid fuel cell wherein the formic acid contains organic impurities such as methanol, methyl formate, acetic acid, formaldehyde, and these are in the range of 45 ppm to 600 ppm, preferably corresponding to at least 45 ppm, 190 ppm, 600 ppm or 600 ppm.
Durch Erzeugung spontaner Oszillationen der Brennstoffzellenspannung ist der Ru/Pd/C-Katalysator zur Selbstregeneration fähig, wodurch die Palladium-Oberfläche von den daran adsorbierenden Produkten der Elektrooxidation dieser Verunreinigungen der Ameisensäure gereinigt wird. By generating spontaneous oscillations of the fuel cell voltage, the Ru / Pd / C catalyst is capable of self-regeneration, thereby purifying the palladium surface from the products of the electrochemilization of these formic acid contaminants.
Beim Betrieb der Ameisensäure-Brennstoffzelle ist der Ru/Pd/C-Katalysator stabil und an der Anode dieser Brennstoffzelle wird die Ameisensäure durch die periodische Änderung des Anodenpotentials spontan aktiviert. Die Brennstoffzellenspannung oszilliert spontan bei einem Atomverhältnis von Ruthenium zu Palladium von über 0,2, vorzugsweise von 0,2 bis 1,5. During operation of the formic acid fuel cell, the Ru / Pd / C catalyst is stable and at the anode of this fuel cell, the formic acid is spontaneously activated by the periodic change of the anode potential. The fuel cell voltage spontaneously oscillates at an atomic ratio of ruthenium to palladium greater than 0.2, preferably from 0.2 to 1.5.
Die Erfindung wird nun anhand von einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The invention will now be explained in more detail with reference to a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:
Bevorzugte Ausführungsbeispiele Preferred embodiments
Beispiel 1 example 1
Auf einen Magnetrührer wurde ein Becherglas mit 1 g kommerziell erhältlichen Katalysators 20% Pd/Vulcan (BASF Fuel Cells) mit einer Pd-Krystalliten-Größe von ca. 3 nm, 0,114 g RuCl3·2H2O (ABCR Co.), und 200 ml Wasser gestellt. Nach 30 Minuten Mischen wurde das Gemisch bei 22 ± 1°C mit einer durch Auflösen von 0,064 g NaBH4 in 50 ml deionisiertes Wasser (Milipore®) hergestellten NaBH4 Lösung allmählich versetzt. Nach 2 Stunden Mischen wurde der Katalysator mit deionisiertem Wasser (Milipore®) fünfmal gewaschen, und anschließend 12 Stunden bei 80°C unter reduziertem Druck getrocknet. Nach der dargestellten Präparation lag das Atomverhältnis von Ruthenium zu Palladium in diesem Katalysator bei 0,25 vor. Der hergestellte Katalysator wurde mit dem Symbol 0.25 RuPd (NaBH4) gekennzeichnet. On a magnetic stirrer was a beaker with 1 g of commercially available 20% Pd / Vulcan catalyst (BASF Fuel Cells) having a Pd-crystallite size of about 3 nm, 0.114 g RuCl 3 · 2H 2 O (ABCR Co.), and 200 ml of water. After mixing for 30 minutes the mixture was gradually added at 4 Solution 22 ± 1 ° C with a by dissolving 0.064 g of NaBH 4 in 50 ml of deionized water (Millipore ®) prepared NaBH. After mixing for 2 hours, the catalyst (Millipore ®) was washed five times with deionized water, and then dried under reduced pressure for 12 hours at 80 ° C. After the preparation shown that was Atomic ratio of ruthenium to palladium in this catalyst at 0.25. The prepared catalyst was characterized by the symbol 0.25 RuPd (NaBH 4 ).
Die Stabilitätsmessungen von präparierten Katalysatoren wurden an einer eigengebauten Ameisensäure-Brennstoffzelle durchgeführt. The stability measurements of prepared catalysts were carried out on a self-made formic acid fuel cell.
Als ionenleitende Membran wurde Nafion 115 von DuPont verwendet. Auf der Kathode wurde der Katalysator 60% Pt/Vulcan von Premetek benutzt. Zur Herstellung der Anoden wurden die untersuchten, mit Ruthenium veredelten Palladium-Katalysatoren verwendet. Als Diffusionsschichten wurden Kohlenstoffgewebe verwendet: an der Kathode ein Gewebe mit Teflon-Zusatz (Carbon Cloth Designation B 30% Wet Proofing B1B30WP von BASF Fuel Cell), und an der Anode ein Gewebe ohne Teflon-Zusatz (Carbon Cloth Designation B-1, Designation B, von Clean Fuel Cell Energy). Die Katalysatoren wurden auf die Kohlenstoffgewebe in Mengen: 4 mg Pt x cm–2 an der Kathode und 2,5 mg Katalysator x cm–2 an der Anode, aufgebracht. Die Messungen der Desaktivierungsrate der Katalysatoren wurden bei 30°C durchgeführt. Als Brennstoff wurde verhältnismäßig preiswerte analysenreine Ameisensäure von Chempur verwendet. Diese Säure enthielt Verunreinigungen, die für die Desaktivierung des Ruthenium als Promotor nicht enthaltenden Palladium-Katalysators verantwortlich sind [
In diesem Fall wurde die standardmäßige, oben dargestellte Stabilitätsprüfung des Katalysators an der Anode einer Ameisensäure-Brennstoffzelle bei 30°C bei einer Durchflussrate von 3 M HCOOH von 0,5 ml min–1 durchgeführt. Die Prüfung wurde mit einem Gleichstromverfahren bei einem Strom von 10 mA cm–2 durchgeführt. Die Prüfungsergebnisse sind in
Beispiel 2 Example 2
Auf einen Magnetrührer wurde ein Becherglas mit 1 g kommerziell erhältlichen Katalysators 20% Pd/Vulcan (BASF Fuel Cells) mit einer Pd-Krystalliten-Größe von ca. 3 nm, 0,229 g RuCl3·2H2O (ABCR Co.), und 200 ml Wasser gestellt. Nach 30 Minuten Mischen wurde das Gemisch bei 22 ± 1°C mit einer durch Auflösen von 0,064 g NaBH4 in 50 ml deionisiertes Wasser (Milipore®) hergestellten NaBH4 Lösung allmählich versetzt. Nach 2 Stunden Mischen wurde der Katalysator mit deionisiertem Wasser (Milipore®) fünfmal gewaschen. Der hergestellte Katalysator wurde 12 Stunden bei 80°C unter reduziertem Druck getrocknet. Nach der dargestellten Präparation lag das Atomverhältnis von Ruthenium zu Palladium in diesem Katalysator bei 0,5 vor. Der hergestellte Katalysator wurde mit dem Symbol 0.5 RuPd (NaBH4) gekennzeichnet. To a magnetic stirrer was added a beaker containing 1 g of commercially available 20% Pd / Vulcan catalyst (BASF Fuel Cells) having a Pd crystallite size of about 3 nm, 0.229 g RuCl 3 .2H 2 O (ABCR Co.), and 200 ml of water. After mixing for 30 minutes the mixture was gradually added at 4 Solution 22 ± 1 ° C with a by dissolving 0.064 g of NaBH 4 in 50 ml of deionized water (Millipore ®) prepared NaBH. After mixing for 2 hours, the catalyst (Millipore ®) was washed five times with deionized water. The prepared catalyst was dried at 80 ° C under reduced pressure for 12 hours. After the preparation shown, the atomic ratio of ruthenium to palladium in this catalyst was 0.5. The prepared catalyst was identified by the symbol 0.5 RuPd (NaBH 4 ).
In diesem Fall wurde die standardmäßige, oben dargestellte Stabilitätsprüfung des Katalysators an der Anode einer Ameisensäure-Brennstoffzelle bei 30°C bei einer Durchflussrate von 3 M HCOOH von 0,5 ml min–1 durchgeführt. Die Stabilitätsprüfung des Katalysators wurde mit einem Gleichstromverfahren bei einem Strom von 10 mA cm–2 durchgeführt. Die Prüfungsergebnisse sind in
Beispiel 3 Example 3
Auf einen Magnetrührer wurde ein Becherglas mit 1 g kommerziell erhältlichen Katalysators 20% Pd/Vulcan (Premetek) mit einer Pd-Krystalliten-Größe von ca. 3 nm, 0,114 g RuCl3·2H2O (ABCR Co.), und 200 ml Wasser gestellt. Nach 30 Minuten Mischen wurde das Gemisch auf 60 ± 1°C erwärmt, und anschließend mit 5,64 ml einer 0,5 M HCOOH Lösung allmählich versetzt. Nach 2 Stunden Mischen wurde der Katalysator mit deionisiertem Wasser (Milipore®) fünfmal gewaschen, und anschließend 12 Stunden bei 80°C unter reduziertem Druck getrocknet. Nach der dargestellten Präparation lag das Atomverhältnis von Ruthenium zu Palladium in diesem Katalysator bei 0,25 vor. Der hergestellte Katalysator wurde mit dem Symbol 0.25 RuPd (HCOOH) gekennzeichnet. To a magnetic stirrer was added a beaker containing 1 g of commercially available 20% Pd / Vulcan catalyst (Premetek) with a Pd crystallite size of about 3 nm, 0.114 g RuCl 3 .2H 2 O (ABCR Co.), and 200 ml Water provided. After 30 minutes of mixing, the mixture was warmed to 60 ± 1 ° C and then gradually added with 5.64 ml of a 0.5 M HCOOH solution. After mixing for 2 hours, the catalyst (Millipore ®) was washed five times with deionized water, and then 12 Hours dried at 80 ° C under reduced pressure. After the preparation shown, the atomic ratio of ruthenium to palladium in this catalyst was 0.25. The prepared catalyst was characterized by the symbol 0.25 RuPd (HCOOH).
In diesem Fall wurde die standardmäßige, oben dargestellte Stabilitätsprüfung des Katalysators an der Anode einer Ameisensäure-Brennstoffzelle bei 30°C bei einer Durchflussrate von 3 M HCOOH von 0,7 ml min–1 durchgeführt. Die Stabilitätsprüfung des Katalysators wurde mit einem Gleichstromverfahren bei einem Strom von 10 mA cm–2 durchgeführt. Die Prüfungsergebnisse sind in
Beispiel 4 Example 4
Ein Katalysator 20% Pd/Vulcan von Premetek (1 g) wurde mit Wasser (100 ml) vermischt und auf einem Magnetrührer 30 Minuten lang bei einer Umdrehungszahl von 400 Umdrehungen/Minute gehalten. Das hergestellte Gemisch wurde anschließend mit einer Lösung von 0,114 g RuCl3 × 2H2O in 100 ml Wasser allmählich versetzt und auf dem Magnetrührer weitere 30 Minuten bei einer Umdrehungszahl von 400 Umdrehungen/Minute gehalten. Das Gemisch war mit 0,1 M NaOH in kleinen Portionen allmählich versetzt, bis auf pH des Gemisches einen Wert von 8 erreichte. Das Gemisch wurde auf 50ºC erwärmt und auf dem Magnetrührer 60 Minuten bei einer Umdrehungszahl von 400 Umdrehungen/Minute gehalten. Der hergestellte Niederschlag wurde abgefiltert und mehrmals mit deionisiertem Wasser gewaschen. Nach der Trocknung bei 80ºC für 2 Stunden unter reduziertem Druck wurde der Katalysator mit 5% H2 in N2 bei 200ºC für 30 Minuten reduziert. Das Ru:Pd-Verhältnis im hergestellten Katalysator lag bei 0,25 vor. A 20% Pd / Vulcan catalyst from Premetek (1 g) was mixed with water (100 ml) and maintained on a magnetic stirrer for 30 minutes at a speed of 400 revolutions / minute. The prepared mixture was then gradually added with a solution of 0.114 g RuCl 3 × 2H 2 O in 100 ml of water and kept on the magnetic stirrer for a further 30 minutes at a speed of 400 revolutions / minute. The mixture was gradually added with 0.1 M NaOH in small portions until the pH of the mixture reached 8. The mixture was heated to 50 ° C and held on the magnetic stirrer for 60 minutes at a speed of 400 revolutions / minute. The produced precipitate was filtered off and washed several times with deionized water. After drying at 80 ° C for 2 hours under reduced pressure, the catalyst was reduced with 5% H 2 in N 2 at 200 ° C for 30 minutes. The Ru: Pd ratio in the prepared catalyst was 0.25.
Vergleichsbeispiel 1 Comparative Example 1
Auf einen Magnetrührer wurde ein Becherglas mit 1 g kommerziell erhältlichen Katalysators 20% Pd/Vulcan (BASF Fuel Cells) mit einer Pd-Krystalliten-Größe von ca. 3 nm, 0,091 g RuCl3·2H2O (ABCR Co.), und 200 ml Wasser gestellt. Nach 30 Minuten Mischen wurde das Gemisch auf 60 ± 1°C erwärmt, und anschließend mit 4,51 ml einer 0,5 M HCOOH Lösung allmählich versetzt. Nach 2 Stunden Mischen wurde der Katalysator mit deionisiertem Wasser (Milipore®) fünfmal gewaschen. Der hergestellte Katalysator wurde 12 Stunden bei 80°C unter reduziertem Druck getrocknet. Nach der dargestellten Präparation lag das Atomverhältnis von Ruthenium zu Palladium in diesem Katalysator bei 0,2 vor. Der hergestellte Katalysator wurde mit dem Symbol 0.2 RuPd (HCOOH) gekennzeichnet. On a magnetic stirrer was a beaker with 1 g of commercially
Die standardmäßige Stabilitätsprüfung des Katalysators an der Anode einer Ameisensäure-Brennstoffzelle wurde bei 30°C bei einer Durchflussrate von 3 M HCOOH von 0,7 ml min–1 durchgeführt. Die Stabilitätsprüfung des Katalysators wurde mit einem Gleichstromverfahren bei einem Strom von 10 mA cm–2 durchgeführt. Die Prüfungsergebnisse sind in
Vergleichsbeispiel 2 Comparative Example 2
Die standardmäßige Stabilitätsprüfung eines kommerziell erhältlichen Katalysators 20%Pd/Vulcan von Premetek mit einer Pd-Krystalliten-Größe von ca. 3 nm an der Anode einer eigengebauten Ameisensäure-Brennstoffzelle (wie oben beschrieben) wurde unter folgenden Bedingungen durchgeführt: Durchflussrate von 3 M Ameisensäure 0,7 ml min–1 und Sauerstoff-Durchflussrate 1000 ml/min. Die Prüfungsergebnisse sind in
Die an den Anodenkatalysatoren der Ameisensäure-Brennstoffzellen erzielten und in der vorliegenden Patentanmeldung offenbarten Ergebnisse sind in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 03/088402 A1 [0006] WO 03/088402 A1 [0006]
- US 7132188 [0006] US 7132188 [0006]
- US 2007/0099064 [0006] US 2007/0099064 [0006]
- WO 2005/081706 A2 [0006] WO 2005/081706 A2 [0006]
- US 2005/0136309 [0006] US 2005/0136309 [0006]
- US 77490974 [0006] US 77490974 [0006]
- US 2007154743 [0006, 0008] US 2007154743 [0006, 0008]
- US 77490974 B2 [0008] US 77490974 B2 [0008]
- US 2010/0086831 A1 [0013] US 2010/0086831 A1 [0013]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Yimin Zhu, Zakia Khan, R. I. Masel, The behavior of palladium catalysts in direct formic acid fuel cells, Journal of Power Sources 139 (2005) 15–20 [0005] Yimin Zhu, Zakia Khan, RI Masel, The Behavior of Palladium Catalysts in Direct Formic Acid Fuel Cells, Journal of Power Sources 139 (2005) 15-20 [0005]
- S. Ha, Z. Dunbar, R. I. Masel, Characterization of a high performing passive direct formic acid fuel cell, Journal of Power Sources 158 (2006) 129–136 [0005] S. Ha, Z. Dunbar, RI Masel, Characterization of a High Performance Passive Direct Formic Acid Fuel Cell, Journal of Power Sources 158 (2006) 129-136 [0005]
- Robert Larsen, Su Ha, Joseph Zakzeski, Richard I. Masel, Unusually active palladium-based catalysts for the electrooxidation of formic acid, Journal of Power Sources 157 (2006) 78–84 [0005] Robert Larsen, Su Ha, Joseph Zakzeski, Richard I. Masel, Unusually active palladium-based catalysts for the electrooxidation of formic acid, Journal of Power Sources 157 (2006) 78-84 [0005]
- S. Ha, R. Larsen, R. I. Masel, Performance characterization of Pd/C nanocatalyst for direct formic acid fuel cells, Journal of Power Sources 144 (2005) 28–34 [0005] S. Ha, R. Larsen, RI Masel, Performance Characterization of Pd / C Nanocatalyst for Direct Formic Acid Fuel Cells, Journal of Power Sources 144 (2005) 28-34 [0005]
- Xingwen Yu, Peter G. Pickup, Mechanistic study of the deactivation of carbon supported Pd during formic acid oxidation, Electrochemistry Communications 11 (2009) 2012–2014 [0005] Xingwen Yu, Peter G. Pickup, Mechanistic Study of the Deactivation of Carbon Supported Pd during Formic Acid Oxidation, Electrochemistry Communications 11 (2009) 2012-2014 [0005]
- Xingwen Yu, Peter G. Pickup, Mechanistic study of the deactivation of carbon supported Pd during formic acid oxidation, Electrochemistry Communications 11 (2009) 2012–2014 [0007] Xingwen Yu, Peter G. Pickup, Mechanistic Study of the Deactivation of Carbon Supported Pd during Formic Acid Oxidation, Electrochemistry Communications 11 (2009) 2012-2014 [0007]
- Wai Lung Law, Alison M. Platt, Priyantha D. C. Wimalaratne and Sharon L. Blair, Effect of Organic Impurities on the Performance of Direct Formic Acid Fuel Cells; Journal of The Electrochemical Society, 156 (5) B553–B557 (2009) [0007] Wai Lung Law, Alison M. Platt, Priyantha DC Wimalaratne and Sharon L. Blair, Effect of Organic Impurities on the Performance of Direct Formic Acid Fuel Cells; Journal of The Electrochemical Society, 156 (5) B553-B557 (2009) [0007]
- A. Mikołajczuk, A. Borodzinski, P. Kedzierzawski, L. Stobinski, B. Mierzwa, R. Dziura, Deactivation of carbon supported palladium catalyst in direct formic acid fuel cells, Applied Surface Science 257 (2011) 8211–8214 [0007] A. Mikołajczuk, A. Borodzinski, P. Kedzierzawski, L. Stobinski, B. Mierzwa, R. Dziura, Deactivation of Carbon Supported Palladium Catalyst in Direct Formic Acid Fuel Cells, Applied Surface Science 257 (2011) 8211-8214 [0007]
- Mingjun Ren, Yongyin Kang, Wei He, Zhiqing Zou, Xinzhong Xue, Daniel L. Akinsc, Hui Yang, Songlin Feng, Origin of performance degradation of palladium-based direct formic acid fuel cells, Applied Catalysis B: Environmental 104 (2011) 49–53 [0007] Mingjun Ren, Yongyin Kang, Wei He, Zhiqing Zou, Xinzhong Xue, Daniel L. Akinsc, Hui Yang, Songlin Feng, Origin of Performance Degradation of Palladium-based Direct Formic Acid Fuel Cells, Applied Catalysis B: Environmental 104 (2011) 49 -53 [0007]
- Won Suk Jung, Jonghee Han, Sung Pil Yoon, Suk Woo Nam, Tae-Hoon Lim, Seong-Ahn Hong, Performance degradation of direct formic acid fuel cell incorporating a Pd anode catalyst, Journal of Power Sources 196 (2011) 4573–4578 [0007] Won Suk Jung, Jonghee Han, Sung Pil Yoon, Suk Woo Nam, Tae-Hoon Lim, Seong-Ahn Hong, Performance degradation of Pd anode catalyst, Journal of Power Sources 196 (2011) 4573-4578 [0007]
- Wai Lung Law, Alison M. Platt, Priyantha D. C. Wimalaratne and Sharon L. Blair, Effect of Organic Impurities on the Performance of Direct Formic Acid Fuel Cells, Journal of The Electrochemical Society, 156 (5) B553–B557 (2009) [0007] Wai Lung Law, Alison M. Platt, Priyantha DC Wimalaratne and Sharon L. Blair, Effect of Organic Impurities on the Performance of Direct Formic Acid Fuel Cells, Journal of the Electrochemical Society, 156 (5) B553-B557 (2009) [0007 ]
- A. Mikołajczuk, A. Borodzinski, P. Kedzierzawski, L. Stobinski, B. Mierzwa, R. Dziura, Deactivation of carbon supported palladium catalyst in direct formic acid fuel cells, Applied Surface Science 257 (2011) 8211–8214 [0007] A. Mikołajczuk, A. Borodzinski, P. Kedzierzawski, L. Stobinski, B. Mierzwa, R. Dziura, Deactivation of Carbon Supported Palladium Catalyst in Direct Formic Acid Fuel Cells, Applied Surface Science 257 (2011) 8211-8214 [0007]
- Yimin Zhu, Zakia Khan, R. I. Masel, The behavior of palladium catalysts in direct formic acid fuel cells, Journal of Power Sources 139 (2005) 15–20 [0008] Yimin Zhu, Zakia Khan, RI Masel, The Behavior of Palladium Catalysts in Direct Formic Acid Fuel Cells, Journal of Power Sources 139 (2005) 15-20 [0008]
- Robert Larsen, Su Ha, Joseph Zakzeski, Richard I. Masel, Unusually active palladium-based catalysts for the electrooxidation of formic acid, Journal of Power Sources 157 (2006) 78–84 [0008] Robert Larsen, Su Ha, Joseph Zakzeski, Richard I. Masel, Unusually active palladium-based catalysts for the electrooxidation of formic acid, Journal of Power Sources 157 (2006) 78-84 [0008]
-
S. Ha, R. Larsen, Y. Zhu, R. I. Masel, Direct formic acid fuel cells with 600 A/cm2 at 0.4 V and 22°C, Fuel Cells 4 (4) (2004) 337–343 [0008] S. Ha, R. Larsen, Y. Zhu, RI Masel, Direct Formic Acid Fuel Cells at 600 A /
cm 2 at 0.4 V and 22 ° C, Fuel Cells 4 (4) (2004) 337-343 [0008] -
S. Ha, R. Larsen, Y. Zhu, R. I. Masel, Direct formic acid fuel cells with 600 A/cm2 at 0.4 V and 22ºC, Fuel Cells 4 (4) (2004) 337–343 [0009] S. Ha, R. Larsen, Y. Zhu, RI Masel, Direct Formic Acid Fuel Cells at 600 A /
cm 2 at 0.4 V and 22 ° C, Fuel Cells 4 (4) (2004) 337-343 [0009] - Craig M. Miesse, Won Suk Jung, Kyoung-Jin Jeong, Jae Kwang Lee, Jaeyoung Lee, Jonghee Han, Sung Pil Yoon, Suk Woo Nam, Tae-Hoon Lim, and Seong-Ahn Hong, Direct formic acid fuel cell portable power system for the operation of a laptop computer, Journal of Power Sources 162, (1), 2006, 532–540 [0009] Craig M. Miesse, Won Suk Jung, Kyoung-Jin Jeong, Jae Kwang Lee, Jaeyoung Lee, Jonghee Han, Sung Pil Yoon, Suk Woo Nam, Tae-Hoon Lim, and Seong-Ahn Hong, Direct Formic Acid Fuel Cell Portable Power System for the operation of a laptop computer, journal of Power Sources 162, (1), 2006, 532-540 [0009]
- Wai Lung Law, Alison M. Platt, Priyantha D. C. Wimalaratne and Sharon L. Blair, Effect of Organic Impurities on the Performance of Direct Formic Acid Fuel Cells, Journal of The Electrochemical Society, 156 (5) B553–B557 (2009) [0056] Wai Lung Law, Alison M. Platt, Priyantha DC Wimalaratne and Sharon L. Blair, Effect of Organic Impurities on the Performance of Direct Formic Acid Fuel Cells, Journal of the Electrochemical Society, 156 (5) B553-B557 (2009) [0056 ]
- A. Mikołajczuk, A. Borodzinski, P. Kedzierzawski, L. Stobinski, B. Mierzwa, R. Dziura, Deactivation of carbon supported palladium catalyst in direct formic acid fuel cells, Applied Surface Science 257 (2011) 8211–8214 [0056] A. Mikołajczuk, A. Borodzinski, P. Kedzierzawski, L. Stobinski, B. Mierzwa, R. Dziura, Deactivation of Carbon Supported Palladium Catalyst in Direct Formic Acid Fuel Cells, Applied Surface Science 257 (2011) 8211-8214 [0056]
Claims (11)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PLP-401742 | 2012-11-23 | ||
PL401742A PL224386B1 (en) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Ru/Pd/C catalyst, the method for preparing a Ru/Pd/C catalyst, its use in fuel cells, and such fuel cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013112288A1 true DE102013112288A1 (en) | 2014-05-28 |
Family
ID=50679138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201310112288 Withdrawn DE102013112288A1 (en) | 2012-11-23 | 2013-11-08 | Ruthenium/palladium/carbon catalyst useful for electro-oxidation of the formic acid in formic acid fuel cells comprises palladium and ruthenium deposited on a carbon support |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102013112288A1 (en) |
PL (1) | PL224386B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11192091B2 (en) * | 2019-03-22 | 2021-12-07 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Palladium-ruthenium alloys for electrolyzers |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003088402A1 (en) | 2002-04-04 | 2003-10-23 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Fuel cells and fuel cells catalysts |
US20050136309A1 (en) | 2002-04-04 | 2005-06-23 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Palladium-based electrocatalysts and fuel cells employing such electrocatalysts |
WO2005081706A2 (en) | 2003-04-04 | 2005-09-09 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Formic acid fuel cells and catalysts |
US7132188B2 (en) | 2002-04-04 | 2006-11-07 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Fuel cells and fuel cell catalysts |
US20070099064A1 (en) | 2002-04-04 | 2007-05-03 | The Board Of Trustees Of The Univ. Of Illinois | Formic acid fuel cells and catalysts |
US20070154743A1 (en) | 2005-12-30 | 2007-07-05 | Ruiming Zhang | Micro-energy re-activating method to recover PEM fuel cell performance |
US7490974B2 (en) | 2006-05-11 | 2009-02-17 | Kiefel Extrusion Gmbh | Screw extrusion press and method with mixing rings having passages |
US20100086831A1 (en) | 2006-07-27 | 2010-04-08 | Johnson Matthey Public Limited Company | Catalyst |
-
2012
- 2012-11-23 PL PL401742A patent/PL224386B1/en unknown
-
2013
- 2013-11-08 DE DE201310112288 patent/DE102013112288A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003088402A1 (en) | 2002-04-04 | 2003-10-23 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Fuel cells and fuel cells catalysts |
US20050136309A1 (en) | 2002-04-04 | 2005-06-23 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Palladium-based electrocatalysts and fuel cells employing such electrocatalysts |
US7132188B2 (en) | 2002-04-04 | 2006-11-07 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Fuel cells and fuel cell catalysts |
US20070099064A1 (en) | 2002-04-04 | 2007-05-03 | The Board Of Trustees Of The Univ. Of Illinois | Formic acid fuel cells and catalysts |
WO2005081706A2 (en) | 2003-04-04 | 2005-09-09 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Formic acid fuel cells and catalysts |
US20070154743A1 (en) | 2005-12-30 | 2007-07-05 | Ruiming Zhang | Micro-energy re-activating method to recover PEM fuel cell performance |
US7490974B2 (en) | 2006-05-11 | 2009-02-17 | Kiefel Extrusion Gmbh | Screw extrusion press and method with mixing rings having passages |
US20100086831A1 (en) | 2006-07-27 | 2010-04-08 | Johnson Matthey Public Limited Company | Catalyst |
Non-Patent Citations (13)
Title |
---|
A. Mikolajczuk, A. Borodzinski, P. Kedzierzawski, L. Stobinski, B. Mierzwa, R. Dziura, Deactivation of carbon supported palladium catalyst in direct formic acid fuel cells, Applied Surface Science 257 (2011) 8211-8214 |
Craig M. Miesse, Won Suk Jung, Kyoung-Jin Jeong, Jae Kwang Lee, Jaeyoung Lee, Jonghee Han, Sung Pil Yoon, Suk Woo Nam, Tae-Hoon Lim, and Seong-Ahn Hong, Direct formic acid fuel cell portable power system for the operation of a laptop computer, Journal of Power Sources 162, (1), 2006, 532-540 |
Mingjun Ren, Yongyin Kang, Wei He, Zhiqing Zou, Xinzhong Xue, Daniel L. Akinsc, Hui Yang, Songlin Feng, Origin of performance degradation of palladium-based direct formic acid fuel cells, Applied Catalysis B: Environmental 104 (2011) 49-53 |
Robert Larsen, Su Ha, Joseph Zakzeski, Richard I. Masel, Unusually active palladium-based catalysts for the electrooxidation of formic acid, Journal of Power Sources 157 (2006) 78-84 |
S. Ha, R. Larsen, R. I. Masel, Performance characterization of Pd/C nanocatalyst for direct formic acid fuel cells, Journal of Power Sources 144 (2005) 28-34 |
S. Ha, R. Larsen, Y. Zhu, R. I. Masel, Direct formic acid fuel cells with 600 A/cm2 at 0.4 V and 22°C, Fuel Cells 4 (4) (2004) 337-343 |
S. Ha, R. Larsen, Y. Zhu, R. I. Masel, Direct formic acid fuel cells with 600 A/cm2 at 0.4 V and 22ºC, Fuel Cells 4 (4) (2004) 337-343 |
S. Ha, Z. Dunbar, R. I. Masel, Characterization of a high performing passive direct formic acid fuel cell, Journal of Power Sources 158 (2006) 129-136 |
Wai Lung Law, Alison M. Platt, Priyantha D. C. Wimalaratne and Sharon L. Blair, Effect of Organic Impurities on the Performance of Direct Formic Acid Fuel Cells, Journal of The Electrochemical Society, 156 (5) B553-B557 (2009) |
Wai Lung Law, Alison M. Platt, Priyantha D. C. Wimalaratne and Sharon L. Blair, Effect of Organic Impurities on the Performance of Direct Formic Acid Fuel Cells; Journal of The Electrochemical Society, 156 (5) B553-B557 (2009) |
Won Suk Jung, Jonghee Han, Sung Pil Yoon, Suk Woo Nam, Tae-Hoon Lim, Seong-Ahn Hong, Performance degradation of direct formic acid fuel cell incorporating a Pd anode catalyst, Journal of Power Sources 196 (2011) 4573-4578 |
Xingwen Yu, Peter G. Pickup, Mechanistic study of the deactivation of carbon supported Pd during formic acid oxidation, Electrochemistry Communications 11 (2009) 2012-2014 |
Yimin Zhu, Zakia Khan, R. I. Masel, The behavior of palladium catalysts in direct formic acid fuel cells, Journal of Power Sources 139 (2005) 15-20 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11192091B2 (en) * | 2019-03-22 | 2021-12-07 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Palladium-ruthenium alloys for electrolyzers |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL401742A1 (en) | 2014-05-26 |
PL224386B1 (en) | 2016-12-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60208262T2 (en) | Process for producing an anode catalyst for fuel cells | |
DE112006001111B4 (en) | fuel cells | |
DE60304517T2 (en) | Anode for polymer electrolyte fuel cells | |
DE112006002287B4 (en) | Porous catalyst support, fuel electrode, fuel cell, and method for producing a porous catalyst support | |
DE112007002953B4 (en) | A fuel cell and method of manufacturing a supported catalyst for a fuel cell | |
DE112017005912T5 (en) | Electrode material and method for its production | |
DE102013225764A1 (en) | Catalyst particles with a layered core-shell-shell structure and process for their preparation | |
DE102016125396A1 (en) | ELECTRODE CATALYST FOR FUEL CELL AND METHOD FOR PRODUCING THE ELECTRODE CATALYST FOR FUEL CELL | |
DE112010005263B4 (en) | Platinum monolayer on hollow, porous nanoparticles with large surface areas and fabrication process | |
DE102015203245A1 (en) | Deposition of a copper-containing, hydrocarbon-developing electrocatalyst on non-copper substrates | |
DE102012222612A1 (en) | Process for producing palladium and platinum core and shell catalysts for fuel cells | |
DE102014110578B4 (en) | FUEL CELL ELECTRODE CATALYST, ELECTRODE AND FUEL CELL CHARGING WITH FUEL CELL CATALYST | |
DE102010029966A1 (en) | Improved electrocatalyst, fuel cell cathode and fuel cell | |
CN106029229B (en) | The manufacturing method of nucleocapsid catalyst particle | |
DE102012219337A1 (en) | Method for producing a fuel cell anode | |
DE2328050C3 (en) | Catalyst for fuel electrodes of fuel elements | |
DE112007002462T5 (en) | Catalyst carrier for a fuel cell | |
DE102015112585A1 (en) | Cobalt-molybdenum-containing water oxidation catalyst | |
EP2690693A1 (en) | High-surface carrier-free catalyst for electrochemical processes and method for its production | |
EP2379782B1 (en) | Electrochemical method for reducing molecular oxygen | |
DE112011101133T5 (en) | fuel cell | |
DE112021006612T5 (en) | IRIDIUM-CONTAINING OXIDE, METHOD FOR PRODUCING THEREOF AND CATALYST CONTAINING IRIDIUM-CONTAINING OXIDE | |
DE102013112288A1 (en) | Ruthenium/palladium/carbon catalyst useful for electro-oxidation of the formic acid in formic acid fuel cells comprises palladium and ruthenium deposited on a carbon support | |
WO2012028313A1 (en) | Process for producing platinum-transition metal catalyst particles | |
DE102015115670A1 (en) | AIR CELL |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |