Синтез новых высокоэффективных PtCuAu/C катализаторов с различной архитектурой наночастиц для низкотемпературных топливных элементов

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-73-00161

НазваниеСинтез новых высокоэффективных PtCuAu/C катализаторов с различной архитектурой наночастиц для низкотемпературных топливных элементов

Руководитель Беленов Сергей Валерьевич, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" , Ростовская обл

Конкурс №29 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-601 - Химия новых неорганических функциональных и наноразмерных материалов

Ключевые слова электрокатализ, наночастицы, структура «оболочка-ядро», коррозионная стабильность, реакция электровосстановления кислорода, циклическая вольтамперометрия, топливные элементы.

Код ГРНТИ31.15.33

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Целью данного проекта является поиск оптимального состава и структуры (архитектуры) триметаллических PtCuAu наночастиц нанесенных на высокодисперсный углеродный носитель с целью создания высокоэффективных материалов для низкотемпературных топливных элементов. На сегодняшний день проблема получения высокоэффективных катализаторов с пониженным содержанием платины, высокой удельной активностью и повышенным ресурсом работы является актуальной для создания конкурентоспособных электрохимических источников тока. В настоящее время для улучшения свойств платиносодержащих катализаторов широко используются материалы, содержащие наночастицы с особой архитектурой: оболочка-ядро, пустотные, с градиентным распределением компонентов. Наночастицы с постепенным увеличением концентрации атомов платины от центра (ядра) к краю (оболочке) на наш взгляд представляют особый интерес с точки зрения получения высокоэффективных катализаторов, поскольку в таких системах даже наличие заметной доли наночастиц с дефектной оболочкой не должно приводить к растворению значительного количества менее благородного компонента, в отличии от наночастиц со структурой оболочка-ядро. С другой стороны, легирование биметаллических частиц даже небольшим количеством золота в ряде случаев позволяет значительно повысить активность катализаторов как в РВК, так и в РОМ, за счет преимущественной сегрегации атомов Au на ребрах и гранях наночастиц. Таким образом, на наш взгляд, сочетание градиентной структуры наночастиц и легирования материала атомами золота позволит получить катализатор, превосходящий по активности и стабильности существующие аналоги. Задача синтеза и исследования PtAuCu наночастиц с градиентным увеличением концентрации платины от ядра к оболочке, нанесенных на высокодисперсный носитель в качестве катализаторов, ставится впервые в мире, поэтому проект обладает несомненной новизной.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Меньщиков В.С., Беленов С.В., Невельская А.К., Герасимова И.А. PtCuAu/C catalysts of different structures for oxygen electroreduction and methanol electrooxidation reactions Book of abstracts “The 7th International School for Young Researchers: Smart Nanomaterials” IWSN 2018, 23-26 October 2018, Rostov-on-Don, с 54 (год публикации - 2018)

2. С.В. Беленов, В.С. Меньщиков, А.Ю. Никулин, Н.M. Новиковский PtCu/C материалы, легированные различным количеством золота как катализаторы электровосстановления кислорода и электроокисления метанола Электрохимия (год публикации - 2019)

3. В.С. Меньщиков, С.В. Беленов, Л.А. Полевой. Нанодисперсные триметаллические золотосодержащие катализаторы реакции электроокисления спиртов тезисы докладов ХV Ежегодная научная конференция молодых ученых «Вклад молодых ученых южного макрорегиона в реализацию стратегии развития российской федерации: цели, задачи, результаты» (год публикации - 2019)

4. Владислав Меньщиков, Сергей Беленов, Леонид Полевой The activity of trimetallic catalysts with different gold content for methanol electrooxidation Сборник тезисов международной конференции «Ионный транспорт в органических и неорганических мембранах», Сборник тезисов международной конференции «Ионный транспорт в органических и неорганических мембранах» (год публикации - 2019)

5. Полевой Л.А., Меньщиков В.С., Могучих Е.А. PtxCuyAuz/C катализаторы: структура и активность в реакции электроокисления этанола Сборник научных статей по материалам конференции «Химия достижения и перспективы», Сборник научных статей по материалам конференции «Химия достижения и перспективы», Ростов-на-Дону,24–25 мая 2019 г. (год публикации - 2019)

6. В.С. Меньщиков, С.В. Беленов, Л.А. Полевой. Нанодисперсные триметаллические золотосодержащие катализаторы реакции электроокисления спиртов тезисы докладов ХV Ежегодная научная конференция молодых ученых «Вклад молодых ученых южного макрорегиона в реализацию стратегии развития российской федерации: цели, задачи, результаты» (год публикации - 2019)

7. Владислав Меньщиков, Сергей Беленов, Леонид Полевой The activity of trimetallic catalysts with different gold content for methanol electrooxidation Сборник тезисов международной конференции «Ионный транспорт в органических и неорганических мембранах» (год публикации - 2019)

8. Полевой Л.А., Меньщиков В.С., Могучих Е.А. PtxCuyAuz/C катализаторы: структура и активность в реакции электроокисления этанола Сборник научных статей по материалам конференции «Химия достижения и перспективы», Сборник научных статей по материалам конференции «Химия достижения и перспективы», Ростов-на-Дону,24–25 мая 2019 г. (год публикации - 2019)

9. Беленов С.В., Меньщиков В.С., Невельская А.К., Герасимова И.А. Активность PtCuAu/C катализаторов с различным содержанием золота в реакции электроокисления спиртов сборник тезисов XXI Менделеевского съезда по общей и прикладной химии, Санкт-Петербург, 9 - 13 сентября 2019 г. (год публикации - 2019)

10. Беленов С. В., Меньщиков В. С., Невельская А. К., Резван Д. В. Влияние структуры PtCuAu-наночастиц на активность в реакции окисления метанола. Российские нанотехнологии (год публикации - 2020)

Публикации