Investigation of palladium structured catalysts deposited on various porous substrates

Abstract

В настоящее время перспективным направлением альтернативной энергетики являются топливные элементы, которые уже нашли широкое применение в автомобильной и космической промышленности, а также в качестве источников питания для компьютеров. Наибольшую актуальность в этой области приобретают работы по созданию новых катализаторов, нанесенных на различные подложки. Особое внимание уделяется природе и состоянию подложки, на которую наносится металл–катализатор, а также способу нанесения металла и его количеству. Поэтому в моей работе были сопоставлены каталитические свойства палладиевых катализаторов на различных подложках и без них в отношении реакций восстановления кислорода и окисления спиртов. Была исследована структура полученных катализаторов и охарактеризованы их электрохимические свойства. Проведено сравнение электрокаталитических свойств палладиевых катализаторов с результатами Pt катализатора Е-ТЕК и чистого Pd электрода в отношении реакций восстановления кислорода и окисления спиртов и выбрана наилучшая подложка для Pd катализатора. Для характеристики получаемых электродов применяли комплекс различных электрохимических методов, а также сканирующую электронную микроскопию. В качестве подложек использовали углеродные материалы (Vulcan, CNT, CNT-PANI) и пористый никель (Ni-Cu сплав и Ni).

Currently, the promising direction of alternative energy are fuel cells, which have already found wide application in the automotive and space industries, as well as power sources for computers. The greatest urgency in this area is the work on the creation of new catalysts deposited on various substrates. Particular attention is paid to the nature and state of the substrate on which the metal catalyst is applied, as well as to the method of depositing the metal and its quantity. Therefore, in my work, the catalytic properties of palladium catalysts on different substrates and without them were compared with the reactions of oxygen reduction and alcohol oxidation. The structure of the obtained catalysts was studied and their electrochemical properties were characterized. The electrocatalytic properties of the palladium catalysts were compared with the Pt results of the E-TEK catalyst and the pure Pd electrode for the oxygen reduction and alcohol oxidation reactions, and the best substrate for the Pd catalyst was selected. To characterize the resulting electrodes, a complex of various electrochemical methods was used, as well as scanning electron microscopy. Carbon materials (Vulcan, CNT, CNT-PANI) and porous nickel (Ni-Cu alloy and Ni) were used as substrates.