CHẾ TẠO HẠT XÚC TÁC NANO CẤU TRÚC LÕI-VỎ PLATINUM-RUTHENIUM TRÊN NỀN CARBON CHO PIN NHIÊN LIỆU DÙNG METHANOL TRỰC TIẾP

Đặng Long Quân * và Manh Tuan Nguyen

* Tác giả liên hệ (dlquan@ctu.edu.vn)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Ngày nhận bài: 03-04-2015
Ngày duyệt đăng: 27-10-2015
Ngày xuất bản: 26-12-2015
Title: Synthesis of carbon-supported platinum-ruthenium core-shell nanoparticles for direct methanol fuel cell
Lượt xem
57
Downloads
28
Trích dẫn
Quân, Đ. L., & Nguyen, M. T. (2015). CHẾ TẠO HẠT XÚC TÁC NANO CẤU TRÚC LÕI-VỎ PLATINUM-RUTHENIUM TRÊN NỀN CARBON CHO PIN NHIÊN LIỆU DÙNG METHANOL TRỰC TIẾP. Tạp chí Khoa học Đại học cần Thơ, (40), 17-21. Truy vấn từ https://ctujsvn.ctu.edu.vn/index.php/ctujsvn/article/view/2180
Số báo
Số. 40 (2015)
Chuyên mục
Công nghệ

Abstract

Electrocatalyst material of direct methanol fuel cell (DMFC) with carbon Vulcan supported ruthenium-core and platinum-shell nanoparticles (Ru@Pt/C) was successfully synthesized by a two-step method. H2PtCl6 and RuCl3 precursors were used with the efficient reduction of NaBH4 agent in ethylene glycol (EG). Besides, an alloy structure catalyst sample (Pt-Ru/C) was prepared to compare with the Ru@Pt/C sample. The electrocatalyst samples were investigated by experimental methods including X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and cyclic voltammetry (CV). The results showed that the Ru@Pt/C electrocatalyst sample was better than the Pt-Ru/C sample with respect to methanol oxidation.
Keywords: Core-shell structure, Ru@Pt nanoparticles, direct methanol fuel cell (DMFC), electrocatalyst material

Tóm tắt

Vật liệu xúc tác nano cấu trúc ruthenium-lõi và platinum-vỏ trên nền carbon Vulcan (Ru@Pt/C) làm chất xúc tác trong điện cực pin nhiên liệu dùng methanol trực tiếp (DMFC) được chế tạo bằng phương pháp khử hai bước. Các tiền chất H2PtCl6 và RuCl3 đã được sử dụng, với dung dịch ethylene glycol (EG) kết hợp với NaBH4 làm chất khử. Ngoài ra, mẫu xúc tác dạng hợp kim Pt-Ru/C được tổng hợp trong cùng điều kiện chế tạo mẫu Ru@Pt/C để so sánh. Các phương pháp phân tích như X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), và đo điện hóa cyclic voltammetry (CV) đã được sử dụng để phân tích và đánh giá. Kết quả cho thấy vật liệu xúc tác nano cấu trúc lõi-vỏ Ru@Pt/C đã được chế tạo thành công, các hạt nano Ru@Pt có kích thước đồng nhất và phân bố đồng đều. Đồng thời, kết quả cũng cho thấy sự vượt trội hoàn toàn của mẫu xúc tác cấu trúc lõi-vỏ so với mẫu hợp kim về cả hai mặt: khả năng oxy hóa methanol và mức độ oxy hóa hoàn toàn methanol.  
Từ khóa: Pin nhiên liệu dùng methanol trực tiếp (DMFC), vật liệu xúc tác điện cực, cấu trúc lõi-vỏ, hạt nano Ru@Pt

Article Details

Tài liệu tham khảo

Hsieh, Y. C., et al., 2013. Ordered bilayer ruthenium-platinum core-shell nanoparticles as carbon monoxide-tolerant fuel cell catalysts. Nature communications. 4: 1-9.

King, T. J., et al., 2006. Performance of direct methanol fuel cell using carbon nanotube-supported Pt-Ru anode catalyst with controlled composition. Journal of Power Sources. 160: 97-104.

Lei, Z., et al., 2011. A novel CO-tolerant PtRu core-shell structured electrocatalyst with Ru rich in core and Pt rich in shell for hydrogen oxidation reaction and its implication in proton exchange membrane fuel cell. Journal of Power Sources. 196: 9117-9123.

Liang, H. and L. Zhaolin, 2007. Electronchemical characterization of the electrooxidation of methanol, ethanol and formic acid on Pt/C and PtRu/C electrodes. Electrochemistry. 37: 505-510.

Nguyễn Việt Long và ctv., 2013. Platinum and Palladium nano-structured catalysts for polymer electrolyte fuel cells and direct methanol fuel cells. Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 13: 4799-4824.

Qi, N., et al., 2012. The influence of based supports and the role of synthesis procedures on the formation of platinum and platinum-ruthenium clusters and nanoparticles for the development of highly active fuel cell catalysts. International journal of hydrogen energy. 37: 9459-9469.

Selim, A., et al., 2008. Ru-Pt core-shell nanoparticles for preferential oxidation of carbon monoxide in hydrogen. Nature Materials. 7: 333-338.

Wenzhen, L., et al., 2002. Carbon nanotubes as support for cathode catalyst of a direct methanol fuel cell. Carbon. 40: 791-794.

Wenzhen, L., et al., 2004. Homogeneous and controllable Pt particles deposited on multi-wall carbon nanotubes as cathode catalyst for direct methanol fuel cells. Carbon. 42: 436-439.