Лист IV · Электрохимическая энергетика HT-PEMFC · 160–200 °C

Водородная энергетика

Электрокатализаторы из платины и наночастиц ядро–оболочка
для высокотемпературных топливных элементов

U 0.682 В · j 0.42 А/см² · P 0.29 Вт/см² · T 181.4 °C
PBI · H3PO4 · 160–200 °C 123 4567 АНОД (−) КАТОД (+) НАГРУЗКА U ≈ 0,7 В e− I − + H2 · ТОПЛИВО O2 · ВОЗДУХ H2O · ПАР Q H2 → 2H+ + 2e− ½O2 + 2H+ + 2e− → H2O 1/7 биполярные пластины · 2/6 ГДС · 3 анод Pt/C · 4 мембрана PBI·H3PO4 · 5 катод Pt@M ЭФФЕКТ ЯДРА — СЖАТИЕ РЕШЁТКИ PT Pt-оболочка наследует меньший период решётки ядра сжатие Pt (массив) a = 3.92 Å Pt* на ядре a ≈ 3.83 Å d-центр Pt ниже · связь Pt–OH слабее · ORR быстрее АКТИВНОСТЬ ORR · НА МАССУ PT скорость восстановления O2, относительные единицы Pt/C 1× Pt@M/C — ядро–оболочка 5–8× 024 68 кратность к Pt/C та же мощность — при в 5–8 раз меньшем расходе платины РЕЗУЛЬТАТ ЯЧЕЙКИ H2 + ½O2 → H2O + W + Q W — электроэнергия · Q — тепло · протоны — без увлажнения воздуха · стойкость к CO в топливе — до ~1 % · отходящее тепло — на когенерацию Pt@M: M — Ni, Co, Cu и сплавы увеличение ~107 НАНОЧАСТИЦА ЯДРО–ОБОЛОЧКА O2* H2* ЯДРО: СПЛАВ Ni · Co · Cu Ø 3–5 нм ОБОЛОЧКА: Pt · 1–2 МОНОСЛОЯ H+ H+ H+ H+ H+ H+ − − − −
схема интерактивна — наведите курсор на элементы единственный продукт реакции — вода векторный лист · SMIL-анимация