Исследование каталитических свойств и коррозионной стойкости никелевой пены на медной подложке в процессе низкотемпературного окисления этанола в сильнощелочной среде

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методами циклической вольтамперометрии и электрохимического импеданса исследована каталитическая активность никелевой пены на медной подложке в процессе окисления этанола в сильнощелочных средах, предложенных для безмембранных топливных элементов. Исследования подтвердили, высокую активность катализатора NiFoam/Cu в процессах окисления этанола в данных средах. Выявлено, что окисление этанола на никелевой пене проходит согласно механизму окисления этанола в сильнощелочных средах. Этанол начинает окисляться при потенциалах с –350 мВ, на Ni(OH)2, далее продолжает окисляться, после образования оксигидроксида Ni(OOH), когда степень окисления никеля изменяется от +2 до +3. Исследования показали высокую химическую стойкость катализатора, его набухания и отслаивания от подложки не наблюдалось. Показано, что данный катализатор может быть взят за основу для последующего нанесения на него слоев оксидов кобальта, железа и других компонентов с целью улучшения его каталитических характеристик в процессах низкотемпературного окисления этанола.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

К. Р. Таранцева

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение “Пензенский государственный технологический университет”

Автор, ответственный за переписку.
Email: krtar2018@bk.ru
Россия, проезд Байдукова, ул. Гагарина, 1а/11, Пенза, 440039

К. В. Таранцев

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение “Пензенский государственный университет”

Email: krtar2018@bk.ru
Россия, ул. Красная, 40, Пенза, 440026

Е. А. Полянскова

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение “Пензенский государственный технологический университет”

Email: krtar2018@bk.ru
Россия, проезд Байдукова/ул. Гагарина, 1а/11, Пенза, 440039

Список литературы

  1. Burhan H., Yilmaz M., Cellat K. et al. Direct ethanol fuel cells (DEFCs). in: Direct Liquid Fuel Cells. Elsevier. 2021. P. 95–113.
  2. Zheng Y., Wan X., Cheng X. et al. // Catalysts. 2020. V. 10. № 2. P. 166.
  3. Zolfaghari M., Arab A., Asghari A. // Chemistry Select. 2019. V. 4. P. 4487–4495.
  4. Килимник А.Б., Острожкова Е.Ю. Электрохимический синтез нанодисперсных порошков оксидов металлов. Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО ТГТУ, 2012. 144 с.
  5. Yu X., Wang M., Wang Z. et al. // Applied Surface Science. 2016. V. 360. P. 502–509.
  6. Yaqoob L., Noor T., Iqbal N. // RSC Advance. 2021. V. 11. P. 16768.
  7. Tarantseva K., Polilaeva N., Tarantsev K. et al. // International Journal of Technology. 2021. V. 12. № 4. P. 676–689.
  8. Tarantseva K., Yakhkind M., Mishra A. et al. //E3S Web of Conferences. 2020. V. 161. P. 01062.
  9. Motheo A.J., Machado S.A., Rabelo F.J. et al. // Journal of the Brazilian Chemical Society. 1994. V. 5. № 3. P. 161–165.
  10. Hatamie A., Ehsan R., Armin S. et al. //Electroanalysis. 2018. V. 30. P. 1–9.
  11. Aristov N., Habekost A. // World Journal of Chemical Education. 2015. V. 3. № 5. P. 115–119.
  12. Danaee I., Jafariana M., Forouzandeh F. et al. // International Journal of Hydrogen Energy. 2008. V. 33. P. 4367–4376.
  13. Subir P. // Journal of Electrochemical Science and Technology. 2016. V. 7. № 2. P. 115–131.
  14. Syafei H., Kurniawan D.G. //Chemistry and Materials. 2023. V. 2. № 1. P. 14–18.
  15. Tammam R.H., Fefery A.M., Saleh M.M. // International journal of Hydrogen Energy. 2015. V. 40. P. 275–283.
  16. Chaitree W., Kalu E. //Journal of the Electrochemical Society. 2019. V. 166. № 10. P. H392–H403.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Фотография и 30-изображение электрода Nifoam/Cu, увеличение х50.

Скачать (562KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Циклические вольтамперные кривые катализатора NiFoam/Cu в растворе KOH при скоростях развертки: 10 мВ/с (оранжевый); 25 мВ/с (зеленый); 50 мВ/с (синий); 100 мВ/с (фиолетовый).

Скачать (637KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Пиковые анодные А2 (а и б) и катодные К2 (в и г) токи на циклических вольтамперных кривых в зависимости от скорости развертки потенциала в растворе КОН.

Скачать (356KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Пиковые анодные А3 (а и б) и катодные К1 (в и г) токи на циклических вольтамперных кривых в зависимости от скорости развертки потенциала.

Скачать (389KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Диаграмма Найквиста для NiFoam в KOH при потенциалах -375 мВ (красный), -40 мВ (зеленый), +150 мВ (голубой).

Скачать (862KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Диаграмма Найквиста для NiFoam в растворе KOH при потенциалах -375 мВ (красный), +150 мВ (голубой).

Скачать (701KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Диаграмма Боде Nifoam/Cu в растворе КОН: при –375 мВ (красный), –40 мВ (зеленый), +150 мВ (голубой).

Скачать (621KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Циклические вольтамперные кривые Nifoam/Cu в растворе КОН, содержащем этанол при скоростях развертки: 10 мВ/с (оранжевый); 25 мВ/с (зеленый): 50 мВ/с (синий); 100 мВ/с (фиолетовый).

Скачать (742KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Пиковые анодные А1 и катодные К1 токи на циклических вольтамперных кривых в зависимости от скорости развертки потенциала (а и в) и потенциалы анодных (б) и катодных (г) пиков.

Скачать (409KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Диаграмма Найквиста NiFoam/Cu в растворе KOH + этанол при потенциалах: -350 мВ (фиолетовый) и 0 мВ (голубой).

Скачать (837KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Диаграмма Боде NiFoam/Cu в растворе KOH + этанол при потенциалах: -350 мВ (фиолетовый); 0 мВ (голубой).

Скачать (997KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Диаграмма Боде NiFoam/Cu в растворе KOH + этанол при потенциалах: -350 мВ (голубой); 0 мВ (голубой) и KOH (яркие) - df(F) -375 мВ (ярко-красный), -40 мВ (ярко-зеленый), +150 мВ (ярко-голубой).

Скачать (1MB)
Метаданные
14. Рис. 13. Циклические вольтамперные кривые Nifoam/Cu в спиртовом слое при скоростях развертки: 10 мВ/с (оранжевый); 25 мВ/с (зеленый): 50 мВ/с (синий); 100 мВ/с (фиолетовый).

Скачать (955KB)
Метаданные
15. Рис. 14. Диаграмма Боде NiFoam/Cu в спиртовом слое при потенциалах: -325 мВ (красный), 0 мВ (фиолетовый), +150 мВ (голубой).

Скачать (1MB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024