TẠP CHÍ CÔNG THƯƠNG ĐIỆN TỬ - CƠ QUAN THÔNG TIN LÝ LUẬN CỦA BỘ CÔNG THƯƠNG
Tạp chí Công Thương - Các kết quả nghiên cứu
Quay về Tạp chí Công Thương
e-ISSN 3093-3994
ISSN 0866-7756
DOI: 10.62831
Đăng nhập
Số phát hành: Số 9 - Tháng 4 - 2023 Hóa học - Công nghệ thực phẩm

Phản ứng khử oxygen trên điện cực cathode với vật liệu xúc tác nano PtxFey/C trong pin nhiên liệu màng trao đổi proton

Xuất bản: tháng 7 28, 2026

Tóm tắt

Xúc tác nano PtxFey/C được tổng hợp với hàm lượng kim loại chiếm 20% khối lượng, sử dụng chất mang carbon Vulcan XC-72R và tác nhân khử sodium borohydride (NaBH₄) dưới sự hỗ trợ của sóng siêu âm. Hình thái và cấu trúc của vật liệu tổng hợp PtxFey/C được phân tích bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và nhiễu xạ tia X (XRD). Kết quả cho thấy các hạt xúc tác PtxFey/C có dạng gần hình cầu với kích thước từ 2–8 nm. Hoạt tính xúc tác của vật liệu PtxFey/C và xúc tác thương mại Pt/C (Aldrich Sigma, 10% khối lượng Pt trên than hoạt tính) đối với quá trình khử oxygen (ORR) tại điện cực cathode được khảo sát bằng phương pháp quét thế vòng tuần hoàn (CV) và phân cực tuyến tính (LSV). Đường cong LSV cho thấy xúc tác có hoạt tính tốt nhất đối với phản ứng ORR tại thế bắt đầu khử 0,63 V. Số electron trao đổi của phản ứng, được tính theo phương trình Koutecky–Levich, nằm trong khoảng 1,9–2,5.

Từ khóa
xúc tác nano PtxFey/C khử NaBH₄ pin nhiên liệu

Tài liệu tham khảo

1.
Carrette, L., Friedrich, K. A., & Stimming, U. (2001). Fuel Cells – Fundamentals and Applications. Fuel Cells, 1, 5.
2.
Gumeci, C., Li, Z., Casadonte, D. J., & Korzeniewski, C. (2012). Pt-Ni Nanoparticles for Oxygen Reduction Prepared by a Sonochemical Method. Journal of The Electrochemical Society, 159(3), 35–41.
3.
Korzeniewski, C., Basnayake, R., Vijayaraghavan, G., Li, Z., Xu, S., & Casadonte, D. J. (2004). Methanol electrochemical oxidation at nanometer-scale PtRu materials. Surface Science, 573(1), 100–108.
4.
Xu, C., Shen, P. K., & Liu, Y. (2007). Ethanol electrooxidation on Pt/C and Pd/C catalysts promoted with oxide. Journal of Power Sources, 164(2), 527–531.
5.
Wang, J., Li, B., Yang, D., Hong, L., & Zhang, C. (2018). Preparation of an octahedral PtNi/CNT catalyst and its application in high durability PEMFC cathodes. RSC Advances, 8, 18381–18387.
6.
Sergey, S. S., Natalia, A. M., Alexander, D. M., Andrei, A. S., Alexander, V. E., & Vitali, A. G. (2022). Pt-Mo/C, Pt-Fe/C, and Pt-Mo-Sn/C Nanocatalysts Derived from Cluster Compounds for Proton Exchange Membrane Fuel Cells. Catalysts, 12(3), 255.
7.
Xiao, F., Wang, Q., Xu, G. L., Hwang, I., Sun, C. J., Liu, M., Hua, W., Wu, H., Zhu, S., Lo, J. C., Wang, J. G., Zhu, Y., Wei, Z., & Gu, M. (2022). Atomically dispersed Pt and Fe sites and Pt–Fe nanoparticles for durable proton exchange membrane fuel cells. Nature Catalysis, 5, 503–512.
8.
Liu, Z., Ling, X. Y., Su, X., & Lee, J. Y. (2004). Carbon-Supported Pt and PtRu Nanoparticles as Catalysts for a Direct Methanol Fuel Cell. The Journal of Physical Chemistry B, 108(24), 8231–8240.
9.
Tsoncheva, S. A., Georgiev, V. V., Kordulis, C., Perez-Ramirez, J., & Marin, G. B. (2018). Fe-Based Nano-Materials in Catalysis. Materials, 11(5), 831.
10.
Song, C., & Zhang, J. (2008). Electrocatalytic Oxygen Reduction Reaction. Trong PEMFC Electrocatalysts and Catalyst Layers (tr. 89–134). Springer.

Cùng chuyên mục

Bài viết liên quan

Các bài trong chuyên đề «Hóa học - Công nghệ thực phẩm».

Xem thêm bài viết