Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1. Схема топливного элемента с полимерными электролитическими мембранами.
Рис.2.
а) Данные сканирующей электронной микроскопии для наносфер углерода.
b-d) Данные электронной микроскопии для полученного платиново-углеродного материала с Pt/C=60% при различных увеличениях.

Рис.3.Данные просвечивающей электронной микроскопии ветвящейся нанонити платины, выросшей на углеродной основе.


Рис.4. Данные сканирующей электронной микроскопии для нанонитей Pt с различной плотностью, выросших на углеродных наносферах, как зависимость от массового соотношения Pt/C после 72 часов синтеза: а)1:9; b) 1:4; c) 2:3; d) 3:2; и e, f) 4:1.
(10, 20, 40, 60, и 80 % Pt соответственно)
Рис.5.
а) Сравнение кривых катодной поляризации электродов, в одном из которых используется коммерческий катализатор (кривая Gore cathode with PtNP/C), а в другом – полученный учеными катализатор (кривая in-house cathode with PtNW/C).
b) Циклическая вольтамперометрия для коммерческого катода (Gore) и для полученного катода (in-house) в N2/N2:H2 при комнатной температуре и давлении 2 бар.

Новый платиново-углеродный катализатор

Ключевые слова:  катализаторы, топливный элемент

Опубликовал(а):  Корнейчук Светлана Александровна

21 октября 2008

Синтез платиновых наноструктур с контролируемыми размером и формой является одной из важнейших задач в развитии платиновых катализаторов, которые используются в различных химических синтезах, газовых сенсорах и дожиге выхлопных газов. Кроме того, платина – это ключевой катализатор в топливных ячейках с полимерными мембранами (polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells). Самая большая трудность состоит в повышении производительности платинового катализатора на катоде. Несмотря на прогресс в прошлом, производство высокоэффективных платиновых катализаторов достаточно дорого. Большинство методов получения наночастиц платины включает в себя восстановление солей платины в присутствии ПАВ или полимерных стабилизаторов при высоких температурах. В настоящее время большой проблемой является получение линейных наноструктур платины без использования ПАВ.

Китайские ученые разработали простой метод синтеза Pt-наноструктур без использования ПАВ. Эти наноструктуры образуются на наноструктурах углерода и представляют собой нанонити, а также их объединения, по форме напоминающие цветки. По сравнению с обычными наночастицами, полученные линейные структуры обладают рядом преимуществ, связанных с их анизотропией и поверхностными свойствами. Сам метод заключается в восстановлении гексахлорплатиновой кислоты (H2PtCl6) муравьиной кислотой (НСООН) при комнатной температуре, без использования ПАВ или темплата:

H2PtCl6 + 2HCOOH = Pt + 6Cl- + 6H+ + 2CO2

Нанонити платины выращивали на наноструктурах углерода, добавленного в раствор кислот, в течение 72 часов. В таких наноструктурах углерод, обладающий большой поверхностью, играет роль ядра, на которое радиально нарастает оболочка из электрокаталитически активных нанонитей платины. Как видно из рисунка 1, диаметр углеродных наносфер составляет около 30-60 нм, а длина нанонитей платины – 10-30 нм; лишь некоторые из них достигают 100 нм. Диаметр нанонитей – около 4нм. На рисунке 2 представлена зависимость плотности платины на углеродных сферах от соотношения H2PtCl6/С (при этом отношение H2PtCl6/ НСООН оставалось постоянным).

Ученые исследовали также производительность топливных элементов, в которых в качестве катализатора использовали полученный материал. Отношение Pt/C брали равным 40%. На аноде использовался коммерческий платиново-углеродный катализатор. Электролитическая мембрана была зафиксирована между катодом и анодом с помощью прессования. Производительность катода сравнивали с производительностью современных топливных ячеек, также использующих в качестве катализатора платиново-углеродные материалы. Из рисунка 4 видно, что характеристики полученного учеными катализатора выше коммерческого.

Простой синтез данного катализатора делает этот материал очень перспективным. Работа "Controlled Growth of Pt Nanowires on Carbon Nanospheres and Their Enhanced Performance as Electrocatalysts in PEM Fuel Cells" была опубликована в Advanced Materials.


Источник: Inter Science



Комментарии
Автору: ТВЭЛ - это не топливный элемннт, это СОВСЕМ из другой области!
Владимир Владимирович, 21 октября 2008 13:08 
Да, ТЭВЛ - это не элемент, а ЭЛЕМЕНТ!

И возмущает немного про ПАВы: "у нас в целом ерунда со структурой (но БЕЗ ПАВа!)". А кто мешает сделать нормально и просто благополучно сжечь "мешающийся ПАВ" в этой системе!
Палии Наталия, 21 октября 2008 14:29 
ТВЭЛ - тепловыделяющий элемент, но ..... в ядерных реакторах (читали нам в МИФИ такой предмет "Физика ТВЭЛов")
Владимир Владимирович, 21 октября 2008 14:41 
Ух ты! А лабораторные были?
Ассоциации возникли не весть откуда: разборка и сборка реактора на время
(это я просто у Александра Анатольевича думать учусь - и правда - невероятные ощущения )
Палии Наталия, 21 октября 2008 14:59 
Нет, вообще-то мы (на кафедре "Физики металлов") ядерные реакторы и станции изучали заочно. Была, правда, одна экскурсия на учебный реактор МИФИ (реактор был на профилактике).
Владимир Владимирович, 21 октября 2008 15:37 
Здорово!
Палии Наталия, 21 октября 2008 16:48 
И еще про ядерные реакторы - недавно прочитала заметку в NATURE о том, что Арабские Эмираты хотят строить ядерные реакторы для выработки электроэнергии (в основном для опреснения воды) - удивительно (!) как будто им нефти и солнца мало, либо экономически выгодно использовать ядерную энергию (?!)
Трусов Л. А., 21 октября 2008 17:18 
нефть больно коптит некрасиво
а ядерное топливо не коптит, но тихо и мирно фонит...;)
боюсь сжигание ПАВа экономически не выгодно...;)
Владимир Владимирович, 22 октября 2008 01:01 
Сравнивая стоимость ПАВа с платиной??
Владимир Владимирович, 22 октября 2008 01:07 
А одна из мотиваций строить реакторы - это делает проявления дружбы и заботы со стороны осчастливливающих мир стран, как в случае Ирака, несколько более затруднительным, да и технологии опять же...

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Ступени додецилсульфата натрия
Ступени додецилсульфата натрия

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Пластырь по мотивам колючек кактуса быстро и эффективно собирает капли пота для анализа. Как нож сквозь масло, или секреты резки полимеров. Алмазное стекло из фуллеренов. Есть только миг: метаморфозы антиферромагнитного кристалла в терагерцовом импульсе. Лазерная нарезка струи или оптофлюидный резонанс.

С Новым годом!
Мы надеемся, что Новый год принесет всем удачи, новые достижения, откроет перспективы и сделает мир лучше. Поздравляем всех с Новым годом!

Наносистемы: физика, химия, математика (2021, Т. 12, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume12/12-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Электронные материалы Заочной Научно - Технологической Школы - 2021
А.А.Семенова, Е.А.Гудилин, коллектив авторов
С 15 ноября по 15 декабря 2021 в рамках XVI Всероссийской Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" проведено подготовительное мероприятие для потенциальных участников Олимпиады - Заочная Научно-Технологическая Школа (ЗНТШ'2021). В этой статье собраны основные факты и сборник электронных материалов ЗНТШ.

Десять лет перовскитной солнечной энергетики
Е.А.Гудилин , Mend Comm, А.Б.Тарасов, Н.Н.Удалова, А.А.Петров, другие авторы
Журнал Mendeleev Communications опубликовал виртуальный специальный выпуск «Ten years of hybrid perovskite photovoltaics and optoelectronics in the mirror of MAPPIC 2020 meeting»

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2021
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 8, 9, 10 и 11 июня 2021 г. Начало защит в 11.00. Защиты пройдут с использованием дистанционных образовательных технологий.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.