RU2367520C1 - Способ получения катализатора для топливного элемента - Google Patents

Способ получения катализатора для топливного элемента Download PDF

Info

Publication number
RU2367520C1
RU2367520C1 RU2008113690/04A RU2008113690A RU2367520C1 RU 2367520 C1 RU2367520 C1 RU 2367520C1 RU 2008113690/04 A RU2008113690/04 A RU 2008113690/04A RU 2008113690 A RU2008113690 A RU 2008113690A RU 2367520 C1 RU2367520 C1 RU 2367520C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
platinum
solution
alloy
hydrochloric acid
catalyst
Prior art date
Application number
RU2008113690/04A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Ефимович Гутерман (RU)
Владимир Ефимович Гутерман
Сергей Валентинович Беленов (RU)
Сергей Валентинович Беленов
Андрей Владимирович Гутерман (RU)
Андрей Владимирович Гутерман
Елена Борисовна Пахомова (RU)
Елена Борисовна Пахомова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НаноХим"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НаноХим" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НаноХим"
Priority to RU2008113690/04A priority Critical patent/RU2367520C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2367520C1 publication Critical patent/RU2367520C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к области химических источников тока, а именно к способу получения катализаторов на основе платины и ее сплавов на носителях из высокодисперсных углеродистых материалов для электродов топливного элемента. Описан способ получения катализатора для топливного элемента, включающий приготовление раствора платинохлороводородной кислоты или смеси платинохлороводородной кислоты с солями металлов в водно-органическом растворителе, содержащем неводный компонент в количестве до 95%, его смешение с порошком углерода, диспергирование полученной смеси ультразвуком и химическое восстановление соединений платины и другого компонента сплава. Техническим результатом является проведение процесса в отсутствии реагентов, способствующих негативному влиянию на стабильность работы катализатора, и получение катализатора на основе сплавов платины и возможность получать катализаторы с заданными значениями структурных характеристик. 15 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 ил.

Description

Изобретение относится к области химических источников тока, а именно к способу получения катализаторов на основе платины и ее сплавов на носителях из высокодисперсных углеродных материалов для электродов топливного элемента.
Наилучшими катализаторами для катода и анода низкотемпературных топливных элементов (метанольные топливные элементы, фосфорнокислотные топливные элементы, топливные элементы с протонообменной мембраной) являются композиционные материалы, состоящие из наночастиц платины или ее сплавов, нанесенных на поверхность электропроводного носителя.
В качестве материалов-носителей наночастиц платины наиболее часто используются мелкодисперсные графитизированные углеродные материалы, обладающие высокоразвитой поверхностью. Использование инородного носителя для размещения наночастиц платины на его поверхности обусловлено склонностью наночастиц к агломерации, вследствие чего их самостоятельное раздельное существование в течение длительного времени невозможно. Взаимодействие наночастицы металла с поверхностью носителя способствует закреплению наночастицы и тем самым препятствует ее агломерации с другими наночастицами. В результате, высокая степень дисперсности металла, а следовательно, и высокая удельная площадь его поверхности сохраняется в течение долгого времени. Тем не менее, процессы деградации катализатора, связанные с агломерацией наночастиц и отрывом части наночастиц от поверхности носителя, происходят в процессе работы топливных элементов и в тех случаях, когда наночастицы платины (сплава) закреплены на поверхности носителя [Thompsett D. // Catalysts for the Proton Exchange Membrane Fuel Cell, in: Handbook of Fuel Cells. Fundamentals, Technology and Applications. Editors: Vielstich W., Lamm A., Gasteiger H.A. Sohn, Wiley & Sons Ltd., New York, USA, 2003. Vol.3. P.6-1-6-23].
Поскольку окислительно-восстановительные реакции в топливном элементе фактически происходят на поверхности металлических наночастиц, уменьшение их размера приводит к увеличению удельной площади поверхности (cм2/г (Pt)) катализатора и повышению удельной скорости реакции (плотности тока) в расчете на единицу массы металла (Pt). Установлено, однако, что при переходе к наноразмерным частицам, характеризуемым высокой степенью разупорядочения поверхности, понижается удельная каталитическая активность металла в расчете на единицу его истинной поверхности. В результате, при уменьшении размера наночастиц проявляются два фактора, противоположно влияющих на активность катализатора: повышается удельная площадь поверхности металла (см2/г (Pt)) и понижается удельная электрокаталитическая активность поверхности, измеряемая, например, в мА/см2. Это обусловливает существование оптимального размера наночастиц, соответствующего наивысшей активности катализатора (мА/г (Рt)) [Hubert A. Gasteiger, Shyam S. Kocha, Bhaskar Sompalli, Frederick T. Wagner, Activity benchmarks and requirements for Pt, Pt-alloy, and non-Pt oxygen reduction catalysts for PEMFCs, Applied Catalysis B: Environmental 56 (2005) 9-35]. Согласно известным литературным данным, оптимальный средний размер наночастиц соответствует диапазону от 2 до 5 нм.
Известно, что введение в состав платинового катализатора некоторых d-металлов (Со, Fe, Ni, Cr, Ru, Re, V и др.) не только приводит к экономии драгоценного металла, но и может улучшать характеристики катализатора. Легирующий компонент, как правило, образует более или менее упорядоченный твердый раствор на основе платины, что в силу разных причин может повышать морфологическую стабильность и удельную каталитическую активность катализаторов. Свойства такого катализатора зависят от природы легирующего компонента, состава сплава и степени упорядочения твердого раствора [Xiong L., Manthiram A. Effect of Atomic Ordering on the Catalytic Activity of Carbon Supported PtM (M=Fe, Co, Ni and Cu) Alloys for Oxygen Reduction in PEMFCs. Journal of The Electrochemical Society, 152 (2005). 697-703; Xiong L., Kannan A. M., Manthiram A. Pt-M (M=Fe, Co, Ni and Cu) electrocatalysts synthesized by an aqueous route for proton exchange membrane fuel cells. Electrochemistry Communications, 4 (2002) 898-903].
С учетом вышеизложенного электрокатализатор топливного элемента должен сочетать высокую активность (мА/г (Рt)) и достаточную морфологическую стабильность в процессе работы. Обе эти характеристики зависят от структуры и состава катализатора. Учитывая, что условия эксплуатации катода и анода различаются так же, как и условия эксплуатации катализаторов в разных типах низкотемпературных топливных элементов, при их разработке возникает необходимость получения катализаторов с заданным средним размером наночастиц металла, достаточно узкой дисперсией их размерного распределения, с большей или меньшей степенью упорядоченности твердых растворов на основе платины (в случае сплавов). Это необходимо для подбора катализатора, оптимально сочетающего характеристики стабильности и активности применительно к конкретным условиям эксплуатации топливного элемента.
Большинство известных способов получения платиноуглеродных и платинометаллуглеродных катализаторов методами химического восстановления связаны с применением водных растворов. Так, известен способ получения катализатора, включающий смешение с порошком углерода водного раствора платинохлорводородной кислоты с добавкой гидроокиси кобальта при диспергировании ультразвуком и последующем восстановлении соединений платины и кобальта до металла [J.R.C. Salgado, Е. Antolini, E.R. Gonzalez Preparation of Pt-Co/C electrocatalysts by reduction with borohydride in acid and alkaline media: the effect on the performance of the catalyst Journal of Power Sources 138 (2004) 56-60]. Размер получаемых частиц составляет 3,9-4,5 нанометров.
Наиболее близким по выполнению является способ получения катализаторов на основе платины, включающий смешение раствора платинохлороводородной кислоты в водно-органическом растворителе (с неводной компонентой - метанол, этанол, изопропиловый спирт, диэтиловый эфир, ацетон и др.) в соотношении 1-10:10-1 с порошком углерода в присутствии реагента (хлорида калия, бромида аммония, бромида калия, йодида аммония, йодида калия и их комбинации), способствующего адсорбции соединения платины на углеродном носителе, с последующим химическим восстановлением (формальдегидом, муравьиной кислотой, гидразин гидратом, боргидридом натрия и боргидридом калия и др.) соединения платины до металла. Способ может осуществляться, в том числе при рН=5-10. Способ позволяет получить частицы платины с размером 2,5-4,5 нанометров (патент США №6815391, МПК Н01М 4/88, 2004 г.).
Недостатком способа является использование в качестве реагентов, способствующих адсорбции соединений платины на углероде, галогенидов металлов, причем в достаточно высокой концентрации. При этом неизбежно происходит адсорбция галоидных ионов на поверхности и в порах углеродного материала. Полная отмывка платиноуглеродного материала от галоидных ионов маловероятна. Последующий перенос галоидных ионов в каталитический слой топливного элемента может оказать негативное влияние на стабильность работы катализатора и повысить коррозионную агрессивность среды (галоидные ионы - известные активаторы коррозии металлов, в том числе и в кислых средах, содержащих окислители).
Техническим результатом является проведение процесса в отсутствии реагентов, способствующих негативному влиянию на стабильность работы катализатора. Техническим результатом является получение катализатора на основе сплавов платины.
Техническим результатом является также возможность получать катализаторы с заданными значениями структурных характеристик (средним размером металлических наночастиц, дисперсией их размерного распределения, удельной площадью поверхности металла) и степенью упорядочения твердого раствора на основе платины (для сплавов), что дает возможность при создании топливных элементов оптимизировать эти показатели для получения наилучшего сочетания морфологической стабильности и активности катализатора применительно к конкретным условиям использования (эксплуатации).
Технический результат достигается способом, включающим приготовление раствора платинохлороводородной кислоты или смеси платинохлороводородной кислоты с солями металлов в водно-органическом растворителе, содержащем неводный компонент в количестве до 95%, его смешение с порошком углерода, диспегирование полученной смеси ультразвуком и химическое восстановление соединений платины и второго металла (компонента сплава).
Оптимальная концентрация раствора платинохлороводородной кислоты или смеси платинохлороводородной кислоты с солями металлов составляет 1-20 г/л.
В качестве компонентов сплава с платиной могут быть использованы d-металлы 4-го и 5-го периодов, а также Sn, Sb, Bi, предпочтительно Со, Ni. В качестве солей металлов могут быть использованы любые растворимые в водно-органических растворителях соли. Предпочтительно могут быть использованы нитраты, сульфаты и хлориды. Оптимальное соотношение платины и металла в сплаве составляет от 5:1 до 1:5.
В качестве неводного компонента могут быть использованы ацетон, этанол, пропанол, изопропанол, диметилформамид, диметилсульфоксид, тетрагидрофуран, сульфолан, глицерин, этиленгликоль и другие смешивающиеся с водой органические растворители. Оптимальные результаты получают при использовании этиленгликоля, диметилсульфоксида, глицерина.
В качестве порошка углерода могут быть использованы высокодисперсные графитизированные сажи с удельной площадью поверхности выше 40 м2/г типа Vulcan XC72, TIMREX HSAG300, Black Pearl 2000, нановолокна и углеродные нанотрубки. Оптимальным количеством порошка углерода является 1-20 г/л раствора.
Восстановление может быть осуществлено муравьиным альдегидом, гидразином, муравьиной кислотой и другими сильными восстановителями. Предпочтительно использовать в качестве восстановителя раствор боргидрида натрия - NaBH4. Оптимальной концентрацией раствора боргидрида натрия является 0,1-0,8 моль/л, в количестве, в 2-6 раз превышающем стехиометрически необходимое для восстановления металлов.
Отличительным признаком способа является осуществление диспергирования полученной смеси для улучшения осаждения металлических частиц на графите ультразвуком. Одновременно способ исключает необходимость использования специального реагента (хлорида калия, бромида аммония, бромида калия, йодида аммония, йодида калия и их комбинации), способствующего адсорбции соединения платины на углеродном носителе.
Изобретение обладает изобретательским уровнем, так как не известно использование водно-органического растворителя в сочетании с операцией диспергирования, применяемое вместо использования реагентов, способствующих адсорбции соединений платины на углероде, при сохранении и даже уменьшении размеров получаемых из водно-органических растворов наночастиц платины. Не известна также возможность получения платино-углеродных и платино-металл-углеродных катализаторов с заданными значениями структурных характеристик.
Ниже приведены примеры выполнения изобретения.
Пример 1. Растворяют 2 г гексагидрата платинохлороводородной кислоты (Н2PtCl6·6Н2О) в 850 мл раствора, содержащего 83 об.% диметилсульфоксида и 17% воды, после чего в раствор вносят 1,8 г углеродного носителя Timrex HSAG300 (удельная площадь поверхности 250-280 м2·г-1). К полученной смеси при перемешивании добавляют концентрированный раствор NН3 до достижения показателя кислотности рН 10. Затем проводят диспергирование полученной суспензии ультразвуком. Добавляют в полученную систему раствор восстановителя - боргидрида натрия - NaBH4 концентрацией 0,5 моль/л в количестве 25 мл. Отделяют, промывают и просушивают платиноуглеродный материал. Получают катализатор с содержанием платины 21 мас.% и средним размером частиц 2,0 нанометра.
Пример 2. Аналогично примеру 1, но с объемной долей диметилсульфоксида 65%, получают катализатор с содержанием платины 19% и средним размером частиц 2,8 нанометров.
Пример 3. Аналогично примеру 1, но с объемной долей диметилсульфоксида 50%, получают катализатор с содержанием платины 19% и средним размером частиц 3,6 нанометров.
Пример 4. Аналогично примеру 1, но с объемной долей диметилсульфоксида 17%, получают катализатор с содержанием платины 20% и средним размером частиц 4,4 нанометров.
Пример 5. Аналогично примеру 1 синтез проводят в чистой воде. Получают катализатор с содержанием платины 22% и средним размером частиц 5,6 нанометров.
Как следует из сравнения рентгеновских дифрактограмм, представленных на фиг.1, 2, средний размер наночастиц платины в примерах 1-5 закономерно уменьшается (от 5,5 до 2 нанометров) с увеличением доли ДМСО в составе реакционной среды. Эта зависимость среднего диаметра (D, нм) наночастиц платины, формируемых на углеродном носителе TIMREX HSAG300, от объемной доли диметилсульфоксида (СДМСО, об. доли) в смеси приближенно описывается уравнением: D=5,5-4,2· СДМСО.
Аналогичное влияние состава растворителя наблюдается при концентрации 1-20 г/л платинохлороводородной кислоты (Н2РtCl6·6Н2О) с количеством порошка углерода 1-20 г/л раствора, концентрацией раствора боргидрида натрия 0,1-0,8 моль/л, с рН 5-12.
Пример 6. Аналогично примеру 1 растворяют 2,973 г гексагидрата платинохлороводородной кислоты (Н2РtСl6·6Н2O) и 0,5 г Co(SO4)2·6H2О в 1200 мл водно-этиленгликольного раствора, содержащего 83 об.% этиленгликоля, добавляют 2,5 г углеродного носителя Timrex HSAG300 (удельная площадь поверхности 250-280 м2·г-1). Получают Рt3Со/С катализатор с содержанием платины 24% и средним размером частиц 2,8 нанометров, с узкой дисперсией частиц по размеру (фиг.3).
Пример 7. Аналогично примеру 6, но с объемной долей этиленгликоля 50%, получают катализатор с содержанием платины 28% и средним размером частиц 3,6 нанометров.
Пример 8. Аналогично примеру 6, но с объемной долей этиленгликоля 17%, получают катализатор с содержанием платины 30% и средним размером частиц 4,9 нанометров.
Средний размер частиц металлического сплава в примерах 6-8 закономерно уменьшается (от 4,9 до 2,8 нм) с увеличением доли этиленгликоля в смешанном водно-органическом растворителе, а дисперсия распределения металлических частиц по размеру сужается (фиг.3). Эта зависимость среднего диаметра (D, нм) наночастиц сплава Pt3Co от объемной доли (СЭГ) в смеси приближенно описывается уравнением: D=4,96-2,12· СЭГ.
Аналогичное влияние состава растворителя наблюдается при концентрации 1-20 г/л платинохлороводородной кислоты (Н2РtСl6·6Н2O) и эквимолярном содержании сульфата кобальта из расчета в пределах 1 моль Со на 5 моль Pt - 1 моль Pt на 5 молей Со, с количеством порошка углерода 1-20 г/л раствора, концентрацией раствора боргидрида натрия 0,1-0,8 моль/л, с рН 5-12.
Пример 9. Аналогично примеру 1 растворяют 2 г гексагидрата платинохлороводородной кислоты (НаРtCl6·6Н2О) и 0,375 г гексагидрата нитрата никеля (Ni(NO3)2·6Н2О) в 800 мл раствора, содержащий 83 об.% глицерина и 17% воды, после чего в раствор вносят 1,7 г углеродного носителя Timrex HSAG300 (удельная площадь поверхности 250-280 м2·г-1). Получают Pt3Ni/C катализатор с содержанием платины 30% и средним размером частиц 2,4 нанометров.
Пример 10. Аналогично примеру 9, но с объемной долей глицерина 73%, получают катализатор с содержанием платины 29% и средним размером частиц 2,4 нанометров.
Пример 11. Аналогично примеру 9, но с объемной долей глицерина 50%, получают катализатор с содержанием платины 29% и средним размером частиц 2,6 нанометров.
Пример 12. Аналогично примеру 9, но с объемной долей глицерина 29%, получают катализатор с содержанием платины 35% и средним размером частиц 3,7 нанометров.
В примерах 9-12 максимум отражений Pt {111} на рентгенограммах закономерно смещается в область больших 2θ с увеличением доли глицерина в смешанном растворителе (фиг.5). Это свидетельствует об упорядочении кристаллической решетки Pt-Ni сплава. Эта зависимость параметра решетки платины (твердого раствора никеля в платине) (а, Å) от объемной доли глицерина (СГ) в бинарном растворителе приближенно описывается уравнением: а=0,393-0,016 СГ.
Аналогичное влияние состава растворителя наблюдается при концентрации 1-20 г/л платинохлороводородной кислоты (Н2РtСl6·6Н2O) и эквимолярном содержаниии нитрата Ni из расчета 1 моль Ni на 5 молей Pt - 1 моль Pt на 5 молей Ni, с количеством порошка углерода 1-20 г/л раствора, концентрацией раствора боргидрида натрия 0,1-0,8 моль/л, с рН 5-12.
Пример 13. Аналогично примеру 1, но с использованием в качестве углеродного носителя Vulcan ХС - 72 (удельная площадь поверхности 270-300 м2·г-1), получают каталитические материалы со средним размером частиц 2,0 нанометров и содержанием платины 21% по массе.
Пример 14. Аналогично примеру 13, но с объемной долей диметилсульфоксида 65%, получают катализатор с содержанием платины 20% и средним размером частиц 2,3 нанометров.
Пример 15. Аналогично примеру 13, но с объемной долей диметилсульфоксида 50%, получают катализатор с содержанием платины 19% и средним размером частиц 3,4 нанометров.
Пример 16. Аналогично примеру 13, но с объемной долей диметилсульфоксида с 17%, получают катализатор с содержанием платины 21% и средним размером частиц 3,8 нанометров.
Пример 17. Аналогично примеру 13, но синтез проводят в чистой воде. Получают катализатор с содержанием платины 21% и средним размером частиц 5,3 нанометров.
Как следует из обработки дифрактограмм, представленных на фиг.5 и 6, средний размер наночастиц платины в примерах 13-17 закономерно уменьшается от 5,3 до 2,0 нанометров с увеличением доли ДМСО в составе реакционной среды (аналогично тенденции, наблюдаемой на углеродном носителе TIMREX). Эта зависимость среднего диаметра (D) наночастиц платины, формируемых на углеродном носителе Vulcan XC72, от объемной доли диметилсульфоксида (СДМСО) в смеси приближенно описывается уравнением: D=4,95-3,7·СДМСО.
Аналогичное влияние состава растворителя наблюдается при концентрации 1-20 г/л платинохлороводородной кислоты (Н2РtСl6·6Н2O) с количеством порошка углерода 1-20 г/л раствора, концентрацией раствора боргидрида натрия 0,1-0,8 моль/л, с рН 5-12.
Полученные в примерах 1-17 катализаторы характеризовали методом рентгеноструктурного анализа. Средний диаметр наночастиц платины или ее сплава определяли по характеристикам рентгеновской дифрактограммы в диапазоне характерного {111} пика, соответствующего значению 2θ около 39,90° (для наночастиц платины), используя уравнение Селякова-Шеррера: D=λ/(Δ1/2·cosθ), где λ - длина волны рентгеновского излучения, в данном случае 1,54056; Δ1/2 - ширина пика на середине высоты (полуширина отражения), рад; θ - угол между падающим лучом и отражающей плоскостью (Брэгговский угол), рад.
Электрохимическую активность образцов для примеров 1-12 оценивали методом циклической вольтамперометрии на вращающемся дисковом электроде. Активность катализатора оценивали по плотности тока при потенциале 750 мВ (относительно стандартного водородного электрода сравнения) в среде 1 М Н2SO4, насыщенной кислородом при комнатной температуре. При этом содержание катализатора на поверхности торца диска составляло 0,014 мкг.
В таблице сведены примеры 1-17 и охарактеризованы их свойства.
Таблица
Номер Состав катализатоpa Объемная доля органического компонента, % Углеродный носитель Me, мас.% Постоянная кристаллической решетки, нм Удельный ток, мА/г (Рt) Средний диаметр наночастиц, нм
1 Pt 83 TIMREX 21 0,3968 38000 2,0
2 Pt 65 TIMREX 19 0,3922 29000 2,8
3 Pt 50 TIMREX 19 0,3923 34200 3,6
4 Pt 17 TIMREX 20 0,3937 33000 4,4
5 Pt 0 TIMREX 22 0,3924 14800 5,6
6 Pt3Co 83 TIMREX 24 0,3899 38100 2,8
7 Pt3Co 50 TIMREX 28 0,3911 25600 3,6
8 Pt3Co 17 TIMREX 30 0,3916 31000 4,9
9 Рt3Ni 83 TIMREX 30 0,3846 17000 2,4
10 Рt3Ni 73 TIMREX 29 0,3818 15700 2,4
11 Рt3Ni 50 TIMREX 29 0,3843 30100 2,6
12 Рt3Ni 29 TIMREX 35 0,3893 25500 3,7
13 Pt 83 Vulcan 21 0,3952 - 2,0
14 Pt 65 Vulcan 20 0,3946 - 2,3
15 Pt 50 Vulcan 19 0,3928 - 3,4
16 Pt 17 Vulcan 21 0,3930 - 3,8
17 Pt 0 Vulcan 21 0,3932 - 5,3
Как видно из примеров, предлагаемый способ позволяет получить катализаторы с размерами частиц платины и ее сплавов от 5 до 2 нанометров.
Способ позволяет получить катализаторы с заданными размерами частиц платины, принимая во внимание линейную зависимость между содержанием неводного компонента растворителя и размерами частиц.
Способ позволяет получить катализаторы с заданными размерами металлических частиц (сплавов платины), принимая во внимание линейную зависимость между содержанием неводного компонента растворителя и размерами частиц, при учете узкой дисперсии распределения металлических частиц по размеру.
Способ позволяет получить катализаторы с заданными значениями степени упорядочения кристаллической решетки сплава платины, принимая во внимание монотонную зависимость координаты максимума отражений Pt {111} на рентгенограммах в зависимости от содержания неводного компонента.

Claims (16)

1. Способ получения катализатора для топливного элемента, включающий приготовление раствора платинохлороводородной кислоты или смеси платинохлороводородной кислоты с солями металлов в водно-органическом растворителе, содержащем неводный компонент в количестве до 95%, его смешение с порошком углерода, диспергирование полученной смеси ультразвуком и химическое восстановление соединений платины и другого компонента сплава.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация раствора платинохлороводородной кислоты или смеси платинохлороводородной кислоты с солями металлов составляет 1-20 г/л.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве компонентов сплава с платиной используют d-металлы 4-го или 5-го периодов.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве компонентов сплава с платиной используют или кобальт или никель.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве компонентов сплава с платиной используют или олово, или сурьму, или висмут.
6. Способ по любому из пп.1, 3, 4, 5, отличающийся тем, что используют соотношение платины и металла в сплаве от 5:1 до 1:5 соответственно.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве солей металлов используют растворимые в водно-органических растворителях соли.
8. Способ по пп.1 или 7, отличающийся тем, что в качестве солей металлов используют или нитраты, или сульфаты, или хлориды.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве неводного компонента используют соединения из ряда ацетон, этанол, пропанол, изопропанол, диметилформамид, диметилсульфоксид, тетрагидрофуран, сульфолан, глицерин, этиленгликоль и другие, смешивающиеся с водой органические растворители.
10. Способ по п.1 или 9, отличающийся тем, что в качестве неводного компонента используют или этиленгликоль, или диметилсульфоксид, или глицерин.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве порошка углерода используют высокодисперсные графитизированные сажи с удельной площадью поверхности выше 40 м2/г.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве порошка углерода используют или Vulcan XC72, или TIMREXHSAG300, или Black Pearl 200, или нановолокна, или углеродные нанотрубки.
13. Способ по п.1, или 11, или 12, отличающийся тем, что используют порошок углерода в концентрации 1-20 г/л раствора.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что восстановление осуществляют или муравьиным альдегидом, или гидразином, или муравьиной кислотой, или другими сильными восстановителями.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что восстановление осуществляют раствором боргидрида натрия.
16. Способ по п.1, или 14, или 15, отличающийся тем, что восстановление осуществляют раствором боргидрида натрия в концентрации 0,1-0,8 моль/л.
RU2008113690/04A 2008-04-07 2008-04-07 Способ получения катализатора для топливного элемента RU2367520C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008113690/04A RU2367520C1 (ru) 2008-04-07 2008-04-07 Способ получения катализатора для топливного элемента

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008113690/04A RU2367520C1 (ru) 2008-04-07 2008-04-07 Способ получения катализатора для топливного элемента

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2367520C1 true RU2367520C1 (ru) 2009-09-20

Family

ID=41167816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008113690/04A RU2367520C1 (ru) 2008-04-07 2008-04-07 Способ получения катализатора для топливного элемента

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2367520C1 (ru)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455070C1 (ru) * 2011-04-12 2012-07-10 Нина Владимировна Смирнова Способ получения катализатора с наноразмерными частицами сплавов платины
RU2486958C1 (ru) * 2012-04-24 2013-07-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Способ электрохимического получения катализатора pt-nio/c
RU2677283C1 (ru) * 2018-06-18 2019-01-16 Анастасия Анатольевна Алексеенко Способ получения биметаллических катализаторов с градиентной структурой на основе платины
RU2695999C1 (ru) * 2018-12-13 2019-07-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Прометей Рд" Способ получения катализаторов с наноразмерными частицами платины и ее сплавов с металлами
US10654034B2 (en) 2014-05-30 2020-05-19 At Energy Llc Method of preparing platinum-based catalyst and platinum-based catalyst
RU2775979C1 (ru) * 2022-01-31 2022-07-12 Кирилл Олегович Паперж Способ получения платиносодержащих катализаторов для топливных элементов и электролизеров

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455070C1 (ru) * 2011-04-12 2012-07-10 Нина Владимировна Смирнова Способ получения катализатора с наноразмерными частицами сплавов платины
RU2486958C1 (ru) * 2012-04-24 2013-07-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Способ электрохимического получения катализатора pt-nio/c
US10654034B2 (en) 2014-05-30 2020-05-19 At Energy Llc Method of preparing platinum-based catalyst and platinum-based catalyst
RU2677283C1 (ru) * 2018-06-18 2019-01-16 Анастасия Анатольевна Алексеенко Способ получения биметаллических катализаторов с градиентной структурой на основе платины
RU2695999C1 (ru) * 2018-12-13 2019-07-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Прометей Рд" Способ получения катализаторов с наноразмерными частицами платины и ее сплавов с металлами
RU2775979C1 (ru) * 2022-01-31 2022-07-12 Кирилл Олегович Паперж Способ получения платиносодержащих катализаторов для топливных элементов и электролизеров

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Brouzgou et al. Low and non-platinum electrocatalysts for PEMFCs: Current status, challenges and prospects
Cai et al. Bi-modified Pd/C catalyst via irreversible adsorption and its catalytic activity for ethanol oxidation in alkaline medium
JP4083721B2 (ja) 高濃度炭素担持触媒、その製造方法、該触媒を利用した触媒電極及びそれを利用した燃料電池
JP4401059B2 (ja) 燃料電池用のアノード触媒を調製するプロセスおよびそのプロセスを用いて調製されたアノード触媒
RU2394311C2 (ru) Топливный элемент и его применение
CN100511789C (zh) 一种高活性PtNi基质子交换膜燃料电池阳极催化剂
EP1799342B1 (en) Platinum/ruthenium catalyst for direct methanol fuel cells
Monyoncho et al. Ethanol electrooxidation reaction in alkaline media for direct ethanol fuel cells
JP2004214165A (ja) 燃料電池用電極の製造法
CN105431230A (zh) 在载体上形成贵金属纳米粒子的方法
Crisafulli et al. On the promotional effect of Cu on Pt for hydrazine electrooxidation in alkaline medium
Zhang et al. Excellent electroactivity of ternary Pd–Ag–Sn nanocatalysts for ethanol oxidation
Capelo et al. Stability and durability under potential cycling of Pt/C catalyst with new surface-functionalized carbon support
Sandoval-González et al. Methanol oxidation reaction on PtSnO2 obtained by microwave-assisted chemical reduction
JP2008041253A (ja) 電極触媒およびそれを用いた発電システム
RU2367520C1 (ru) Способ получения катализатора для топливного элемента
Adam et al. Facile one-step room temperature synthesis of PdAg nanocatalysts supported on multi-walled carbon nanotubes towards electro-oxidation of methanol and ethanol
Yang et al. Bimetallic PdZn nanoparticles for oxygen reduction reaction in alkaline medium: The effects of surface structure
Caglar et al. Superior formic acid electrooxidation activity on carbon nanotube‐supported binary Pd nanocatalysts prepared via sequential sodium borohydride reduction technique
Kabir et al. Anodic materials for electrooxidation of alcohols in alkaline media
JP2001224969A (ja) 合金触媒の調製方法及び固体高分子型燃料電池の製造方法
JP2007287648A (ja) 燃料電池用触媒、燃料電池用電極、膜電極複合体および燃料電池
Bhaskaran et al. Recent advances in electrocatalysts, mechanism, and cell architecture for direct formic acid fuel cells
Ávila-Bolívar et al. On the activity and stability of Sb2O3/Sb nanoparticles for the electroreduction of CO2 toward formate
KR20110029573A (ko) 직접메탄올 연료전지용 전극촉매물질 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20110117

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110408