Введение
Глава 1 Обзор литературы 7
1.1 Общие представления о топливных элементах 7
1.1.1 Определение, схема топливного элемента 7
1.1.2 Классификация топливных элементов и области их применения 8
1.1.3 Электрокатализаторы, используемые в топливных элементах, и возникающие проблемы 9
1.2 Электрокатализаторы на основе палладия 12
1.2.1 Исследования палладия на различных подложках. Влияние подложки на свойства электрокатализаторов 12
1.2.3 Каталитическая активность палладиевых катализаторов в реакции восстановления молекулярного кислорода воздуха 17
1.2.4 Каталитическая активность палладиевых катализаторов в реакциях окисления спиртов 20
1.2.4.а Каталитическое окисление метанола 20
1.2.4.б Каталитическое окисление этанола 24
1.2.5. Цель исследования и постановка его задач 29
Глава 2 Объекты и методы исследования Методика проведения эксперимента
2.1 Реактивы 32
2.2 Описание ячейки 32
2.3 Измерительная установка 33
2.4 Использованные методы
2.4.1 Циклическая вольтамперометрия 34
2.4.2 Электрохимическая импедансная спектроскопия 35
2.4.3 Метод вращающегося дискового электрода 37
2.4.4 Импульсный гальваностатический метод 37
2.4.5 Метод импульсной хроноамперометрии 38
2.4.6 Сканирующая электронная микроскопия 38
2.5 Приготовление рабочих электродов 39
2.5.1 Методика нанесения каталитического слоя EEK на дисковый стеклографитовый электрод 39
2.5.2 Процедура подготовки вращающегося дискового электрода для получения на нем подложек из различных углеродных материалов 40
2.5.3 Осаждение палладия на дисперсные углеродные материалы из раствора, содержащего глицинатно-хлоридные комплексы палладия(II) 40
2.5.4 Осаждение пористого никеля. Получение пористых никелевых покрытий различной толщины 41
2.5.5 Осаждение палладия на подложку из пористого никеля из растворов, содержащих смешанные глицинатно-хлоридные и аммиачные комплексы палладия(II) 42
Глава 3 Экспериментальные результаты 43
3.1 Сравнительное исследование адсорбционной и каталитической активности осадков палладия на различных углеродных подложках 43
3.1.1 Кривые заряжения электродов с осадками палладия на различных подложках (Vulcan, CNT, CNT-PANI), полученные в кислых и щелочных растворах 43
3.1.2 Реакции восстановления кислорода 53
3.1.3 Реакции окисления спиртов (метанола и этанола) 62
3.1.4 Краткое обобщение данных по палладиевым катализаторам на различных углеродных подложках 69
3.2 Исследование никелевой подложки 70
3.2.1 Сканирующая электронная микроскопия 70
3.2.2 Снятие импульсных гальваностатических E,t кривых 71
3.2.3 Циклические вольтамперные кривые никелевых подложек в щелочных растворах 73
3.2.4 Исследования в щелочных растворах спиртов (метанола и этанола) 80
3.2.5 Импульсная хроноамперометрия 85
3.2.6 Спектры электрохимического импеданса в фоновых и спиртовых щелочных растворах 91
3.2.7 Обобщение данных по никелевым подложкам 98
3.3 Исследование каталитического слоя палладия, нанесенного на никелевые подложки 103
3.3.1 Снятие кривых заряжения в фоновых растворах электролитов 103
3.3.2 Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) 107
3.3.3 Исследование каталитических слоев в реакции восстановления кислорода108
3.3.4 Исследования палладиевых катализаторов в реакциях окисления спиртов в щелочной среде 112
3.3.5 Спектры электрохимического импеданса в фоновых и щелочных растворах спиртов 119
3.3.6 Выводы 123
3.4 Сравнение каталитической активности палладия на различных подложках в реакциях окисления спиртов в щелочной среде 124
Заключение 130
Список литературы
