RU2805744C1 - Каталитическая система для электрохимического процесса получения молекулярного водорода - Google Patents
Каталитическая система для электрохимического процесса получения молекулярного водорода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2805744C1 RU2805744C1 RU2023110668A RU2023110668A RU2805744C1 RU 2805744 C1 RU2805744 C1 RU 2805744C1 RU 2023110668 A RU2023110668 A RU 2023110668A RU 2023110668 A RU2023110668 A RU 2023110668A RU 2805744 C1 RU2805744 C1 RU 2805744C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- molecular hydrogen
- electrode
- acetonitrile
- catalytic system
- electrochemical process
- Prior art date
Links
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 34
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 14
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 5
- VKILBCPXPJNJFR-UHFFFAOYSA-M 1-methyl-2-pyridin-1-ium-2-ylpyridin-1-ium;diiodide Chemical compound [I-].[I-].C[N+]1=CC=CC=C1C1=CC=CC=[NH+]1 VKILBCPXPJNJFR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- QFOJROLPJPRXTK-UHFFFAOYSA-L 1-methyl-2-(1-methylpyridin-1-ium-2-yl)pyridin-1-ium;diiodide Chemical compound [I-].[I-].C[N+]1=CC=CC=C1C1=CC=CC=[N+]1C QFOJROLPJPRXTK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 22
- AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N Methanesulfonic acid Chemical compound CS(O)(=O)=O AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 239000010411 electrocatalyst Substances 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 229940098779 methanesulfonic acid Drugs 0.000 description 4
- 150000004032 porphyrins Chemical class 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010020056 Hydrogenase Proteins 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HTYWEOVTDVOFLM-UHFFFAOYSA-N acetonitrile perchloric acid Chemical compound CC#N.CC#N.CC#N.CC#N.OCl(=O)(=O)=O HTYWEOVTDVOFLM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N acridine Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3N=C21 DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- UTPYTEWRMXITIN-CBIKUMSCSA-N 1-methyl-3-[(z)-[(3z)-3-(methylcarbamothioylhydrazinylidene)butan-2-ylidene]amino]thiourea Chemical compound CNC(=S)N\N=C(\C)/C(/C)=N\NC(=S)NC UTPYTEWRMXITIN-CBIKUMSCSA-N 0.000 description 1
- IMVRUPICRVHSAZ-UHFFFAOYSA-N 10-methyl-9-phenyl-9h-acridine Chemical compound C12=CC=CC=C2N(C)C2=CC=CC=C2C1C1=CC=CC=C1 IMVRUPICRVHSAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MTRFEWTWIPAXLG-UHFFFAOYSA-N 9-phenylacridine Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=C(C=CC=C2)C2=NC2=CC=CC=C12 MTRFEWTWIPAXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- GTKRFUAGOKINCA-UHFFFAOYSA-M chlorosilver;silver Chemical compound [Ag].[Ag]Cl GTKRFUAGOKINCA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000003353 gold alloy Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000002678 macrocyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000005838 radical anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000001075 voltammogram Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области электрохимии и электрокатализа. Каталитическая система для электрохимического процесса получения молекулярного водорода включает катализатор на основе органических гетероциклических солей на основе орто-бипиридина, растворенных в ацетонитриле, ацетонитрильный раствор кислоты и трехэлектродную систему, состоящую из стеклоуглеродного рабочего электрода, вспомогательного платинового электрода и хлоридсеребряного электрода. Технический результат - получение молекулярного водорода при низкой стоимости производства и энергозатрат процесса. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 пр.
Description
Изобретение относится к области электрохимии и электрокатализа, и может быть использовано в качестве синтетического безметального электрокатализатора в реакции получения молекулярного водорода. Изобретение может быть реализовано во многих областях, в частности в сфере транспорта и электроэнергетики.
Электролиз воды представляет собой экологически чистый вариант получения молекулярного водорода, поскольку с его помощью можно получить газ из практически нескончаемого источника - воды. Следовательно, водородная энергетика может считаться реальной альтернативой углеродсодержащему сырью. Сегодня, наиболее эффективными катализаторами остаются металлы - платина, палладий и др., а так же природные гидрогеназы. Тем не менее, дороговизна металлов с высокой чувствительностью гидрогеназ затрудняют их активное применение. Следовательно, актуальной задачей является поиск альтернатив, не уступающих в эффективности.
Невзирая на то, что в последние годы значительное внимание сосредоточено на разработке катализаторов на основе неблагородных металлов, вопрос создания уникальных систем, не содержащих в своем составе металла, остается открытым.
Известен электрокатализатор восстановления кислорода, состоящий из покрытых золотом частиц металла, связанных с электропроводным носителем, причем покрытые золотом частицы металла представляют собой ядро из благородных металлов, по меньшей мере, частично инкапсулированное во внешнюю оболочку атомарной толщины из золота или сплава золота (RU 2422947, МПК H01M 4/90, H01M 8/00, опубл. 27.06.2011). Недостатком данного катализатора является то, что он состоит из металла, который влечет высокие производственные затраты.
На сегодняшний день важное направление занимают безметальные электрокатализаторы. Известен безметальный электрокатализатор для получения молекулярного водорода из воды в присутствии органических солей (RU 2706117, МПК B01J 31/02, C25B 1/04, опубл. 14.11.2019). Применение материала на основе безметального электрокатализатора, представляет собой акридин, 9-фенил-акридин или N-метил-9-фенилакридин, адсорбированный на углеродном материале, для получения молекулярного водорода из воды в присутствии органических солей.
Недостатком данного изобретения является то, что необходимо сорбировать катализатор на определенный тип углеродного материала, вследствие чего повышаются производственные затраты.
В перспективе, именно безметальные катализаторы смогут обеспечить невысокие производственные затраты, подходящую синтетическую гибкость и химическую устойчивость. Было показано, что некоторые простые органические молекулы способны каталитически восстанавливать углекислый газ, и ожидается, что подобные органические соединения могут использоваться в качестве молекулярных катализаторов для электрохимического получения водорода.
В недавнее время, группа исследователей во главе с Грапперхаусом представили безметальный электрокатализатор - диацетил-бис(N-4-метил-3-тиосемикарбазон) для восстановления водорода [A. Z. Haddad, B. D. Garabato, P. M. Kozlowski, R. M. Buchanan, C. A. Grapperhaus, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 7844]. В присутствии этого соединения в среде безводного CH3CN и CH3COOH в качестве источника протонов, обнаруживается каталитический пик при потенциале E = -2.1 В (отн. Fc/Fc+). Наибольшее значение TOF (1320 с-1) было достигнуто в сильнокислом растворе, однако вместе с этим, процесс протекает с высоким перенапряжением – свыше 1.4 В. Тем не менее, значение TOF (1320 с-1) представленного соединения существенно ниже, чем у соответствующих Cu(II)-комплекса (10 000 с-1) и Zn(II)-комплекса (11 700 с-1) [A. Z. Haddad, S. P. Cronin, M. S. Mashuta, R. M. Buchanan, C. A. Grapperhaus, Inorg. Chem. 2017, 56, 11254].
В ходе продолжительных исследований стало известно, что соединения на основе порфирина, в частности, металлпорфирины, способны катализировать процесс генерации водорода за счет стерических особенностей молекулы, а так же наличия двух основных иминных атомов азота. Тем не менее, вопрос о том, обладает ли молекулярный порфирин, не содержащий в своем составе атома металла, способностью проявлять сравнимую каталитическую активность с существующими и хорошо изученными макроциклами, подробно не рассматривался.
Большой вклад в исследования этой группы соединений внесли Виллагран и его коллеги, которые представили данные о безметальном катализаторе, в состав которого входит порфириновое кольцо [Y. Wu, Chem. Sci. 2018, 9, 4689] - мезо-тетра(пентафторфенил)порфирин с добавлением п-толуосульфоновой кислоты (TsOH) в качестве источника протонов в среде ТГФ. На вольтамперограмме на стеклоуглеродном электроде видно образование двух обратимых волн восстановления при потенциалах полуволн E1/2 = -1.14 В и E1/2 = -1.54 В (отн. Fc/Fc+), относящихся к первому и второму восстановлению с образованием анион-радикала и дианиона. последовательном добавлении кислоты первая волна восстановления остается неизменной, в то время как наблюдается образование новой волны при потенциале E = -1.31 В. Было определено значение перенапряжения равное 1.02 В.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является электрохимическая водородно-каталитическая энергетическая система на основе воды, генерирующая по меньшей мере из одного источника энергии и термической энергии, содержащийся в резервуаре, изолированный от атмосферы, в котором резервуар включает в себя по меньшей мере один катод; по меньшей мере один анод; по меньшей мере одну биполярную пластину и реагенты, способные создать видимость перехода в состояние с более низкой скоростью (гидрино) в процессе использования гальванического элемента с разделенным механическим потоком и ионным массопереносом, а) по меньшей мере одного источника Н2О и б) катализатора или по меньшей мере реагента, образующего катализатора, включая по меньшей мере один из группы, выбранный из: nН, ОН, ОН- , образующий Н2О, или МNН2, где n означает целое число, и М - щелочной металл; один или несколько реагентов для образования по меньшей мере одного из источников катализатора, катализатора, источника атомарного излучения и атомарного излучения; один или несколько реагентов, инициирующих катализ атомарного излучения; носитель, особая система проявления с появлением внешнего химического состава между отдельными катодом и соответствующим атомом, широкое распространение катализа атомарного покрытия, и указанная система проявления с появлением электролиза воды (EA 030639, МПК H01M 4/86, H01M 4/94, H01M 4/96, H01M 8/18, H01M 8/22, H01M 14/00, H01M 8/06, опубл. 28.09.2018).
Недостатком данного изобретения является высокая стоимость используемых реагентов.
Технический результат заключается в получении молекулярного водорода при низкой стоимости производства и энергозатрат процесса.
Технический результат достигается за счет использования изобретения, включающего катализатор, ацетонитрильный раствор кислоты и трехэлектродную систему, а также низкой себестоимости исходных веществ относительно металлических аналогов, участия воды и органического катализатора и протекания процесса при комнатной температуре и нормальном давлении.
Сущность изобретения заключается в том, что каталитическая система для электрохимического процесса получения молекулярного водорода включает катализатор на основе органических гетероциклических солей на основе орто-бипиридина, растворенных в ацетонитриле, ацетонитрильный раствор кислоты и трехэлектродную систему, состоящую из стеклоуглеродного рабочего электрода, вспомогательного платинового электрода и хлоридсеребряного электрода.
Все компоненты каталитической системы, включающие органическую гетероциклическую соль, являющуюся катализатором, фоновый электролит (четвертичная соль аммония), необходимый для поддержания постоянной электропроводности, и ацетонитрильный раствор соответствующей кислоты, являющейся источником Н+, растворенные в ацетонитриле, помещены в специальную электрохимическую ячейку.
Трехэлектродная система, включающая стеклоуглеродный рабочий электрод, платиновый вспомогательный электрод и хлоридсеребрянный электрод сравнения, помещаются в электрохимическую ячейку объемом 10 мл и поочередно присоединяются к потенциостату-гальваностату, подключенного к персональному компьютеру, при помощи кабелей. Подбор компонентов каталитической системы обусловлен условиями проведения эксперимента и природой веществ, входящих в состав системы.
Подбор количественных соотношений веществ, входящих в состав системы, был определен эмпирически для достижения большей эффективности процесса.
Пример 1
Для получения молекулярного водорода была собрана каталитическая система для электрохимического процесса получения молекулярного водорода, включающая катализатор на основе органических гетероциклических солей на основе N-метил-2,2’-бипиридиния иодида, ацетонитрильный раствор тетрафторборной кислоты (HBF4) и трехэлектродную систему, состоящую из стеклоуглеродного рабочего электрода, вспомогательного платинового электрода и хлоридсеребряного электрода.
Электролиз проводился в течение одного часа с 10-5 молей катализатора на основе органических гетероциклических солей на основе N-метил-2,2’-бипиридиния иодида при добавлении 20 мМ ацетонитрильного раствора тетрафторборной кислоты. В ходе опыта 1 было получено 9,68×10-8 моль водорода, образовавшегося в результате реакции.
Пример 2
Для получения молекулярного водорода была собрана каталитическая система по примеру 1, отличающаяся тем, что в качестве ацетонитрильного раствора кислоты используется ацетонитрильный раствор хлорной кислоты (HCIO4). Электролиз также проводился в течение одного часа с 10-5 молей катализатора на основе органических гетероциклических солей на основе N-метил-2,2’-бипиридиния иодида при добавлении 20 мМ ацетонитрильного раствора хлорной кислоты. В ходе опыта 2 было получено 21,7×10-8 моль водорода, образовавшегося в результате реакции.
Пример 3
Для получения молекулярного водорода была собрана каталитическая система по примеру 1, отличающаяся тем, что в качестве ацетонитрильного раствора кислоты используется ацетонитрильный раствор метансульфоновой кислоты (MsOH). Электролиз также проводился в течение одного часа с 10-5 молей катализатора на основе органических гетероциклических солей на основе N-метил-2,2’-бипиридиния иодида при добавлении 20 мМ ацетонитрильного раствора метансульфоновой кислоты. В ходе опыта 3 было получено 9,3×10-8 моль водорода, образовавшегося в результате реакции.
Пример 4
Для получения молекулярного водорода была собрана каталитическая система для электрохимического процесса получения молекулярного водорода, включающая катализатор на основе органических гетероциклических солей на основе N,N’-диметил-2,2’-бипиридиния иодида, ацетонитрильный раствор тетрафторборной кислоты (HBF4) и трехэлектродную систему, состоящую из стеклоуглеродного рабочего электрода, вспомогательного платинового электрода и хлоридсеребряного электрода.
Электролиз также проводился в течение одного часа с 10-5 молей катализатора на основе органических гетероциклических солей на основе N-метил-2,2’-бипиридиния иодида при добавлении 20 мМ ацетонитрильного раствора тетрафторборной кислоты. В ходе опыта 4 было получено 63,6×10-8 моль водорода, образовавшегося в результате реакции.
Пример 5
Для получения молекулярного водорода была собрана каталитическая система примеру 4, отличающаяся тем, что в качестве ацетонитрильного раствора кислоты используется ацетонитрильный раствор хлорной кислоты. Электролиз также проводился в течение одного часа с 10-5 молей катализатора на основе органических гетероциклических солей на основе N,N’-диметил-2,2’-бипиридиния иодида при добавлении 20 мМ ацетонитрильного раствора хлорной кислоты. В ходе опыта 5 было получено 57,7×10-8 моль водорода, образовавшегося в результате реакции.
Пример 6
Для получения молекулярного водорода была собрана каталитическая система по примеру 4, отличающаяся тем, что в качестве ацетонитрильного раствора кислоты используется ацетонитрильный раствор метансульфоновой кислоты. Электролиз также проводился в течение одного часа с 10-5 молей катализатора на основе органических гетероциклических солей на основе N,N’-диметил-2,2’-бипиридиния иодида при добавлении 20 мМ ацетонитрильного раствора метансульфоновой кислоты. В ходе опыта 6 было получено 48,1×10-8 моль водорода, образовавшегося в результате реакции.
Анализ газовой смеси при помощи газохроматографического анализа подтвердил образование молекулярного водорода в присутствии всех кислот (примеры 1-6).
В таблице 1 представлены рассчитанные значения эффективности каталитической системы для электрохимического процесса получения молекулярного водорода, результирующие данные препаративного потенциостатического электролиза в присутствии исследуемых солей с одновременным количественным детектированием образовавшегося молекулярного водорода при потенциалах полуволн. Потенциалы полуволн предварительно были определены методом циклической вольтамперометрии и соответствуют потенциалам каталитических волн для соответствующих солей в присутствии кислот.
Таким образом, по сравнению с известным техническим решением предлагаемое изобретение позволяет получить молекулярный водород при низкой стоимости производства и энергозатрат процесса за счет использования изобретения, включающего катализатор, ацетонитрильный раствор кислоты и трехэлектродную систему, а также низкой себестоимости исходных веществ относительно металлических аналогов, участия воды и органического катализатора и протекания процесса при комнатной температуре и нормальном давлении.
Изобретение создано за счет средств Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (соглашение 16370ГУ/2021 от 25.05.2021).
| Таблица 1 | ||||
| Используемая органическая соль | Используемая кислота | E1/2, V | TON | TOF, с-1 |
| N-метил-2,2’-бипиридиния иодид | HBF4 | -0.6 | 21,9×10-4 | 6,10×10-7 |
| -0.95 | 74,9×10-4 | 20,8×10-7 | ||
| HClO4 | -0.6 | 51,1×10-4 | 14,2×10-7 | |
| -0.95 | 15,6×10-3 | 43,4×10-7 | ||
| MsOH | -0.6 | 14,1×10-4 | 3,92×10-7 | |
| -0.95 | 78,8×10-4 | 21,9×10-7 | ||
| N,N’-диметил-2,2’-бипиридиния иодид | HBF4 | -0.56 | 26,3×10-4 | 7,30×10-7 |
| -0.90 | 17,8×10-3 | 49,4×10-7 | ||
| -1.19 | 48,9×10-3 | 1,36×10-5 | ||
| HClO4 | -0.56 | 54,4×10-4 | 15,1×10-7 | |
| -0.90 | 21,1×10-3 | 58,6×10-7 | ||
| -1.19 | 37,1×10-3 | 1,03×10-5 | ||
| MsOH | -0.56 | 12,6×10-4 | 3,51×10-7 | |
| -0.90 | 12,2×10-3 | 33,8×10-7 | ||
| -1.19 | 34,6×10-3 | 96,1×10-7 | ||
Claims (3)
1. Каталитическая система для электрохимического процесса получения молекулярного водорода, включающая катализатор на основе органических гетероциклических солей на основе орто-бипиридина, растворенных в ацетонитриле, ацетонитрильный раствор кислот и трехэлектродную систему, состоящую из стеклоуглеродного рабочего электрода, вспомогательного платинового электрода и хлоридсеребряного электрода.
2. Каталитическая система для электрохимического процесса получения молекулярного водорода по п.1, отличающаяся тем, что в качестве органических гетероциклических солей используется N-метил-2,2’-бипиридиния иодид.
3. Каталитическая система для электрохимического процесса получения молекулярного водорода по п.1, отличающаяся тем, что в качестве органических гетероциклических солей используется N,N’-диметил-2,2’-бипиридиния иодид.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2805744C1 true RU2805744C1 (ru) | 2023-10-23 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4338291A (en) * | 1980-08-29 | 1982-07-06 | Rikagaku Kenkyusho | Process for producing hydrogen with viologen cation radical using metal complex of macrocyclic polydentate compound as catalyst |
| US7879310B2 (en) * | 2005-08-03 | 2011-02-01 | Board Of Trustees Of The University Of Alabama | Silanes as a source of hydrogen |
| RU2480283C1 (ru) * | 2011-10-11 | 2013-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Катализатор для получения молекулярного водорода |
| RU2706117C1 (ru) * | 2019-09-03 | 2019-11-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» | Применение материала на основе безметального электрокатализатора для получения молекулярного водорода из воды в присутствии органических солей |
| RU2777440C2 (ru) * | 2021-01-11 | 2022-08-03 | Анатолий Николаевич Старцев | Катализатор для получения водорода и двухатомной газообразной серы в процессе разложения сероводорода |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4338291A (en) * | 1980-08-29 | 1982-07-06 | Rikagaku Kenkyusho | Process for producing hydrogen with viologen cation radical using metal complex of macrocyclic polydentate compound as catalyst |
| US7879310B2 (en) * | 2005-08-03 | 2011-02-01 | Board Of Trustees Of The University Of Alabama | Silanes as a source of hydrogen |
| RU2480283C1 (ru) * | 2011-10-11 | 2013-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Катализатор для получения молекулярного водорода |
| RU2706117C1 (ru) * | 2019-09-03 | 2019-11-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» | Применение материала на основе безметального электрокатализатора для получения молекулярного водорода из воды в присутствии органических солей |
| RU2777440C2 (ru) * | 2021-01-11 | 2022-08-03 | Анатолий Николаевич Старцев | Катализатор для получения водорода и двухатомной газообразной серы в процессе разложения сероводорода |
| RU2781376C1 (ru) * | 2021-12-22 | 2022-10-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Применение гибридного материала на основе безметального электрокатализатора для генерирования водорода из воды |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Burshtein et al. | Hydrazine oxidation electrocatalysis | |
| Bender et al. | Unraveling two pathways for electrochemical alcohol and aldehyde oxidation on NiOOH | |
| Sun et al. | Redox‐active crystalline coordination catalyst for hybrid electrocatalytic methanol oxidation and CO2 reduction | |
| Jackson et al. | Molecular control of heterogeneous electrocatalysis through graphite conjugation | |
| Pasquini et al. | H/D isotope effects reveal factors controlling catalytic activity in Co-based oxides for water oxidation | |
| Tang et al. | Lattice-hydride mechanism in electrocatalytic CO2 reduction by structurally precise copper-hydride nanoclusters | |
| Joya et al. | Atomically monodisperse nickel nanoclusters as highly active electrocatalysts for water oxidation | |
| Downes et al. | One dimensional metal dithiolene (M= Ni, Fe, Zn) coordination polymers for the hydrogen evolution reaction | |
| Luo et al. | Efficient electrocatalytic nitrate reduction to ammonia based on DNA-templated copper nanoclusters | |
| Wang et al. | Urine electrooxidation for energy–saving hydrogen generation | |
| Bairagi et al. | Electrocatalytic CO2 reduction: monitoring of catalytically active, downgraded, and upgraded cobalt complexes | |
| Irshad et al. | High catalytic activity of amorphous Ir-Pi for oxygen evolution reaction | |
| Bender et al. | Electrochemical dehydrogenation pathways of amines to nitriles on NiOOH | |
| Cheng et al. | Electrochemical and IR spectroelectrochemical studies of the electrocatalytic reduction of carbon dioxide by [Ir2 (dimen) 4] 2+(dimen= 1, 8-Diisocyanomenthane) | |
| Manton et al. | Electrocatalytic hydrogen evolution using metal-free porphyrins | |
| Kaiprathu et al. | Mechanisms of electrochemical nitrogen gas reduction to ammonia under ambient conditions: a focused review | |
| Chen et al. | Highly efficient molecular cobalt electrode for (photo) electrochemical hydrogen evolution | |
| Zhang et al. | Efficient alkaline water oxidation with a regenerable nickel pseudo-complex | |
| Zhao et al. | Synchronously achieving highly efficient hydrogen evolution and high-yield synthesis of glucaric acid by MOF nanorod arrays | |
| Pagliaro et al. | Hydrogen production from the electrooxidation of methanol and potassium formate in alkaline media on carbon supported Rh and Pd nanoparticles | |
| Shen et al. | Highly selective electrooxidation of urea to nitrogen on copper/nickel boride interface under alkaline condition | |
| Casebolt DiDomenico et al. | Mechanistic insights into the formation of CO and C2 products in electrochemical CO2 reduction─ the role of sequential charge transfer and chemical reactions | |
| Zhao et al. | Rh, Co, and N-doped titanium mesh-based carbon nanosheet arrays for enhanced nitrite reduction reaction and ammonia generation | |
| JP2010075921A (ja) | 水素化物の電気化学的酸化用触媒 | |
| JP7462261B2 (ja) | Ｃｏ２還元用電極触媒、ｃｏ２還元用電極触媒の製造方法、ｃｏ２還元電極、およびｃｏ２還元システム |