PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Nanocomposite electrode materials in alcohol oxidation reactions

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Nanokompozytowe materiały elektrodowe w reakcjach utleniania alkoholi
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
This paper presents an electroactivity comparison of Pt/SnO2 nanocomposites with different metal phase precursors in a methanol oxidation reaction. One of them is a water solution of hexachloroplatinic acid and the second is the platinum(0)-1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (known as Karstedt’s catalyst). The Pt/SnO2 system has a broad range of applications in various sectors of industry. It is a very popular heterogeneous and electrochemical catalyst as well, especially in fuel cells. This effect is due to the presence of platinum. As the most expensive component of the catalyst it is still a barrier to its widespread use, hence, the constant search for new, cost-effective methods of obtaining this kind of systems. The aim of the research was to obtain a highly active Pt/SnO2 catalyst with a low metal concentration in an electrochemical system. The small size of the Pt crystallites should result in high activity of the Pt/SnO2 system. We proposed two synthesis methods of the platinum catalyst based on the sol-gel technique and tin(IV) acetate as the SnO2 precursor in conjunction with the use of inorganic and organic sources of the metallic phase. The presented method of SnO2 synthesis allows for obtaining nano-support and in the next step - a nano-catalyst. The system structures were investigated using TEM and XRD techniques to describe their thermal structural evolution. To study the influence of the metallic phase precursor, we used cyclic voltammetry (in acidic media), which is the best method to check the activity of the electrocatalyst. The results showed high electrocatalytical activity of the nanocomposites, irrespective of the metal phase source. The systems obtained from an organosilicone precursor demonstrate high temperature stability.
PL
Prezentowana praca zawiera porównanie elektroaktywności kompozytów Pt/SnO2 w reakcji utleniania metanolu. Kompozyty te pochodzą z dwóch różnych prekursorów. Jednym z nich jest wodny roztwór kwasu sześciochloroplatynowego, a drugim kompleks platyna(0)-1,3-divinylo-1,1,3,3-tetrametylodisiloksan, zwany też katalizatorem Karstedta. Układ Pt/SnO2 ma szerokie spektrum zastosowań jako katalizator w procesach reformingu węglowodorów, katalizator w ogniwach paliwowych. Jednak wysoki koszt platyny stanowi barierę w ich powszechnym stosowaniu. W pracy proponujemy dwie metody otrzymywania takiego układu wykorzystujące technikę zol-żel i octan cyny jako prekursor SnO2 oraz dwa rodzaje prekursorów fazy metalicznej. Otrzymane układy zostały zbadane za pomocą cyklicznej woltamperometrii, która jest najlepszą techniką sprawdzenia elektroaktywności. Ponadto, przeprowadzono badania kompozytów za pomocą technik XRD oraz TEM, które wykazały istotne zależności między ich strukturą a obróbką termiczną. Rezultaty badań wskazują na wysoką aktywność elektrochemiczną kompozytów Pt/SnO2 niezależnie od rodzaju prekursora. Kompozyty otrzymane z wodnego roztworu kwasu sześciochloroplatynowego dają wyższe wartości prądowe, z kolei te uzyskane z prekurosra krzemoorganicznego wykazują wyższą stabilność temperaturową.
Słowa kluczowe
Rocznik
Strony
83--87
Opis fizyczny
Bibliogr. 18 poz., rys.
Twórcy
autor
  • Institute of Non-Ferrous Metals, Division in Poznan, Central Laboratory of Batteries and Cells, ul. Forteczna 12, 61-362 Poznan, Poland
autor
  • Institute of Non-Ferrous Metals, Division in Poznan, Central Laboratory of Batteries and Cells, ul. Forteczna 12, 61-362 Poznan, Poland
  • Institute of Non-Ferrous Metals, Division in Poznan, Central Laboratory of Batteries and Cells, ul. Forteczna 12, 61-362 Poznan, Poland
autor
  • Poznan Science and Technology Park of Adam Mickiewicz University Foundation, ul. Rubiez 46, 61-612 Poznan, Poland
autor
  • Centre of Advanced Technologies, Adam Mickiewicz University, ul. Grunwaldzka 6, 60-780 Poznan, Poland
Bibliografia
  • [1] Lamy C., Rousseau S., Belgsir E.M., Coutanceau C., Léger J.M., Recent progress in the direct ethanol fuel cell: development of new platinum-tin electrocatalysts, Electrochimica Acta 2004, 49(22-23), 3901-3908.
  • [2] Gacutan E.M., Climaco M.I., Telan G.J. et al., Nanostructured carbon-supported Pd electrocatalysts for ethanol oxidation: synthesis and characterization, Advances in Natural Sciences 2012, 3 Article ID 045016, 5 pages.
  • [3] Hsu H.Y., Tongol B.J., Electrochemical and surface characteristics of carbon-supported PtSn electrocatalysts for ethanol electro-oxidation: possible application for inkjet ink formulations, Advances in Natural Sciences 2013, 4, Article ID 015012, 6 pages.
  • [4] Antolini E., Gonzalez E.R., Polymer supports for low temperature fuel cell catalysts, Applied Catalysis A 2009, 365 (1), 1-19.
  • [5] Patra S., Munichandraiah N., Electrooxidation of methanol on Pt-modified conductive polymer PEDOT, Langmuir 2009, 25(3), 1732-1738.
  • [6] Jiang F., Yao Z., Yue R. et al., Electrocatalytic activity of Pd nanoparticles supported on PEDOT/graphene hybrid for ethanol oxidation, J Solid State Electrochemistry 2013, 17, 1039-1047.
  • [7] Hung W.Z., Chung W.H., Tsai D.S., Wilkinson D.P., Huang Y.S., CO tolerance and catalytic activity of Pt/Sn/SnO2nanowires loaded on a carbon paper, Electrochim Acta 2010, 55, 2116-2122.
  • [8] Takasaki F., Matsuie S., Takabatake Y., Noda X., Hayashi A., Shiratori Y., Ito K., Sasaki K., Carbon free Pt electrocatalysts supported SnO2 for polymer electrolyte fuel cells: electrocatalytic activity and durability, J. Electrochem. Soc. 2011, 158, 1270-1275.
  • [9] Zhang H., Hu C., He X., Hong L., Du G., Zhang Y., Pt support of multidimensional active sites and radial channels formed by SnO2 flower-like crystals for methanol and ethanol oxidation, J. Power Sources 2011, 196, 4499-4505.
  • [10] Zhang P., Huang S.Y., Popov B.N., Mesoporous tin oxide as an oxidation-resistant catalyst support for proton exchange membrane fuel cells University of South Carolina Scholar Commons, J. Electrochem. Soc. 2010, 157, 1163-1172.
  • [11] Martyla A., Kopczyk M., Marciniak P., Przekop R., Platinum (0)-1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane Complex as a Pt Source for Pt/SnO2 Catalyst, J. Nanomaterials 2014, 9 pages, Article ID 275197.
  • [12] Martyla A., Kopczyk M., Marciniak P., Przekop R., One-pot method of synthesis of Pt/SnO2 system and its electrocatalytic activity, Chem. Central Journal 2014, 8, 49.
  • [13] Frolova L.A., Dobrovolsky Y.A., Platinum electrocatalysts based on oxide supports for hydrogen and methanol fuel cells, Rus. Chem. Bull 2011, 60 (6), 1101.
  • [14] Pang H., Huang C., Chen J., Liu B., Kuang Y., Zhang X., Preparation of polyaniline-tin dioxide composites and their application in methanol electro-oxidation, J. Solid State Electrochem. 2010, 14(2), 169-174.
  • [15] You E. H., Scott K., Direct methanol alkaline fuel cell with catalyzed metal mesh anodes, Electrochem. Commun. 2004, 6, 361.
  • [16] Sandoval-Gonzalez A., Borja-Arco E., Escalante J., Jimenez-Sandoval O., Gamboa S.A., Methanol oxidation reaction on PtSnO2 obtained by microwave-assisted chemical reduction. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37, 1752.
  • [17] Chang Y.C., Yan C.Y., Wu R.Y., Preparation of Pt@SnO2 core-shell nanoparticles for photocatalytic degradation of formaldehyde, J. Chin. Chem. Soc. 2014, 61, 345.
  • [18] Chun H.-J., Kim D.B., Lim D.-H., Lee W.-D., Lee H.-I., A synthesis of CO-tolerant Nb2O5-promoted Pt/C catalyst for direct methanol fuel cell; its physical and electrochemical characterization, Int. J. Hydrog. Energy. 2010, 35(12), 6399.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-669d7093-c0ee-425c-847d-38ada11d5079
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.