Chủ nhật, 25/01/2015 00:26
Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá tính chất vật liệu xúc tác hợp kim có kích thước nanô PtNi/C cho phản ứng khử ôxy trong pin nhiên liệu màng trao đổi proton
Đỗ Chí Linh, Phạm Thy San, Nguyễn Ngọc Phong, Phạm Hồng Hạnh, Trần Việt Quân
Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam
Ngày nhận bài: 01/01/0001; ngày chuyển phản biện: 01/01/0001; ngày nhận phản biện: 01/01/0001; ngày chấp nhận đăng: 01/01/0001
Tóm tắt:
Trong nghiên cứu này, các hạt xúc tác hợp kim kích thước nanô PtNi trên vật liệu nền cac bon Vulcan XC-72 đã được tổng hợp bằng phương pháp kết tủa hóa học sử dụng chất khử NaBH4. Các tính chất của vật liệu xúc tác hợp kim đã được nghiên cứu và đánh giá. Các kết quả hiển vi điện tử truyền qua (TEM) đã chỉ ra rằng, các hạt xúc tác PtNi với kích thước 4-8 nm phân bố đều trên vật liệu nền cac bon. Các kết quả phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) đã xác nhận mạng tinh thể của các hạt kim loại tinh khiết Pt và hợp kim PtNi là lập phương tâm mặt. Khi có mặt kim loại Ni, mạng tinh thể của hợp kim PtNi bị co lại và ảnh hưởng lên tích chất của vật liệu xúc tác. Hoạt tính xúc tác được đánh giá bằng các phương pháp điện hóa: quét thế vòng (CV - cyclic voltammetry) và quét thế tuyến tính (LSV - linear sweep voltammetry). Các kết quả thu được chỉ ra rằng, hoạt tính xúc tác của hợp kim PtNi/C cho phản ứng khử ôxy tại điện cực catốt của pin nhiên liệu màng trao đổi proton PEMFC cao hơn so với xúc tác Pt/C
Từ khóa:
chất xúc tác, hợp kim, ORR, PEMFC, tế bào nhiên liệu.
Synthesis and evaluation of ptni/c nano-sized alloy catalyst for oxygen reduction reaction in proton exchange membrane fuel cell
Received: 1 January 1; accepted: 1 January 1
Abstract:
In this research, Vulcan XC-72 carbon supported PtNi alloy catalyst nanoparticles have been synthesized by the deposition method using NaBH4 as a reduction agent. The properties of the synthesized PtNi/C catalyst have been researched and evaluated. Transmission electron microscope (TEM) results have shown that PtNi alloy catalyst particles are dispersed evenly on the carbon subtrate with the size in the range of 4-8 nm. X-ray diffraction (XRD) analysis has confirmed that the crystal lattice of Pt and PtNi alloy is face-centered cubic. In presence of Ni atom, XRD has shown that the structure of PtNi alloy crystal has been contracted, which affects the catalyst properties. The catalyst activity has been evaluated by electrochemical methods including cyclic voltammetry (CV) and linear sweep voltammetry (LSV). The electrochemical results have indicated that the activity of PtNi/C alloy catalyst toward oxygen reduction reaction on cathode of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is higher in comparison with that of Pt/C catalyst.
Keywords:
alloy, catalyst, fuel cell, ORR, PEMFC.
Classification number:
1.8