Tính chất điện hóa của hệ xúc tác Pt/C và PtRu/C trong môi trường chất điện giải methanol, ethanol

Trần Hoàng Quế Anh *

* Tác giả liên hệ (thqanh@ctu.edu.vn)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Ngày nhận bài: 27-09-2017
Ngày nhận bài sửa: 29-11-2017
Ngày duyệt đăng: 18-06-2018
Ngày xuất bản: 19-06-2018
Title: Electrochemical properties of the electrooxidation of methanol and ethanol on Pt/C and PtRu/C electrodes
DOI: 10.22144/ctu.jvn.2018.063
Lượt xem
70
Downloads
100
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC
Trích dẫn
Anh, T. H. Q. (2018). Tính chất điện hóa của hệ xúc tác Pt/C và PtRu/C trong môi trường chất điện giải methanol, ethanol. Tạp chí Khoa học Đại học cần Thơ, 54(4), 8-16. https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2018.063
Số báo
Tập. 54 Số. 4 (2018)
Chuyên mục
Công nghệ

Abstract

The study is aimed to fabricate the Pt/C and PtRu/C composite electrodes and to study their electrochemical properties in acidified methanol (MeOH) and ethanol (EtOH) electrolyte. The Pt and PtRu nanoparticles were synthesized from H2PtCl6 and RuCl3 solutions by co-precipitation method and were characterized by X-ray diffraction (XRD) and Field Emission Scanning Electronic Microcopy (FE-SEM). The cyclic voltammetry (CV) in the potential range of -0,3 - 1,6 V (vs Ag/AgCl) showed that the MeOH is more favorable than EtOH for the oxidation upon both Pt/C and PtRu/C. The oxidation of MeOH and EtOH is irreversible and incompleted. The results of chronoamperometry showed that the electrocatalytic activity of composite electrodes is better in MeOH than in EtOH.
Keywords: Chronoamperometry, cyclic voltammetry, electrocatalyst, PtRu nanoparticle

Tóm tắt

Trong nghiên cứu, các điện cực được chế tạo trên cơ sở là các vi hạt Pt/C, PtRu/C và khảo sát đặc tính điện hóa của điện cực trong môi trường chất điện giải methanol (MeOH) và ethanol (EtOH) đã acid hóa. Các vi hạt nano của kim loại Pt và PtRu được chế tạo bằng phương pháp đồng kết tủa từ dung dịch H2PtCl6 và RuCl3. Sau đó, khảo sát cấu trúc bằng phương pháp hiển vi điện tử quét và nhiễu xạ tia X. Các phương pháp đo quét thế vòng tuần hoàn (cyclic voltammetry – CV) và đo đặc trưng dòng – thời (chronoamperometry) đã được sử dụng để cung cấp thông tin định lượng về quá trình oxy hóa MeOH và EtOH trên điện cực chế tạo. Trong vùng thế -0,3 – 1,6 V sự oxy hóa MeOH dễ dàng hơn EtOH trên các hệ điện cực Pt/C và PtRu/C. Cơ chế oxy hóa của MeOH và EtOH là bất thuận nghịch và quá trình oxy hóa xảy ra không hoàn toàn. Phương pháp dòng - thời cũng cho thấy sự giảm của hoạt tính xúc tác điện hóa trong môi trường EtOH so với MeOH.
Từ khóa: hạt nano PtRu, phương pháp dòng - thời, quét thế vòng tuần hoàn, xúc tác điện hóa

Article Details

Tài liệu tham khảo

A. Di Blasi, A. S. Aricò, E. Modica, P. Cretì, V. Antonucci, and V. Baglio, 2006. Electrochemical Analysis ofDirect Methanol Fuel Cells forLow Temperature Operation. International Journal of Electrochemical Science. vol1: 71-79.

A.O. Neto, E.V. Spinace, and M. Linardi, 2003. Electro-oxidation of methanol and ethanol usingPtRu/C electrocatalysts prepared by spontaneous deposition of platinum on carbon-supported ruthenium nanoparticles. Journal of Power Sources. 129 :121-126.

A.S. Arico, S. Srinivansan, and V. Antonucci, 2001. Fuel Cell 2. Ken Kuang, Torrey Hills Technologies, LLC 10401 Roselle St., Suite 205, San Diego, CA 92121.vol .1, No.2:133.

Abigail Rose, Andrea E. Russell, Brian Theobald, Colin R. King, David Thompsett, Fredrick W. Mosselmans, Hazel Davies, Richard J. K. Wiltshire, Peter P. Wells, Mark Robertsc and Martin P. Hogarth, 2009. Effects of composition on structure and activity ofPtRu/C catalysts. Physical Chemistry Chemical Physics. 11: 2305–2313.

C.W. Wong, J.W.Guo, J.Prabhuram, R. Chen, and T.S.Zhao, 2005. Preparation and characterization of aPtRu/C nanocatalyst for direct methanol fuel cells. Electrochimica Acta 51: 754–763.

C. Song, D.P. Wilkinson, H. Liu, H. Wang, and L. Zhang, 2006. A review of anode catalysis in the direct methanol fuel cell. Journal Power Sources 155: 95.

G. Hoogers, 2003. Fuel cell technology handbook. CRC Press. Boca Raton London New York Washington D.C, 360 pages

Liang Hong, and Zhaolin Liu, 2007. Electronchemical characterization of the electrooxidation of methanol, ethanol and formic acid onPt/C and PtRu/C electrodes. Journal of Applied Electrochemistry. 37: 505 – 510.

Gurau, Smotkin, and E. S., 2000. Methanol crossover indirectmethanol fuel cells: a link between power and energy density. Journal Power Sources.112 (2): 339-352.

H. Bonnemann, K.S. Nagabhushana, M. Christov, S. Kinge, T. Vidakovic, W. Fei, 2007. PtRu colloidal catalysts: Characterisation and determination of kinetics for methanol oxidation. Electochimica Acta. 52: 2277-2284.

Jie Zhao, Weixiang Chen, Yifan Zheng, Xiang Li, and Zhude Xu, 2006. Microwave polyol synthesis ofPt/C catalysts with size-controlledPt particles for methanol electrocatalytic oxidation. Journal of Materials Science. 41: 5514 – 5518.