ISSN 1608-4039 (Print)
ISSN 1680-9505 (Online)

For citation:

Korchagin B. V., Shkerin S. N., Lipilin A. S., Nikonov A. V., Khrustov V. R., Rempel' A. A. Optimized catalysts for direct ethanol fuel cell. Electrochemical Energetics, 2010, vol. 10, iss. 1, pp. 11-18. , EDN: LEZKHB

This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY 4.0).
Language: 
Russian
Heading: 
Hydrogen energy
Article type: 
Article
UDC: 
541.136.88
EDN: 
LEZKHB

Optimized catalysts for direct ethanol fuel cell

Autors: 
Korchagin B. V., Engelssky Institute of Technology of the Saratov State Technical University
Shkerin S. N., Institute of high-temperature Electrochemistry UB of RAS
Lipilin A. S., Institute of Electrophysics UB of RAS
Nikonov A. V., Institute of Electrophysics UB of RAS
Khrustov V. R., Institute of Electrophysics UB of RAS
Rempel' Al. A., Institute of Electrophysics UB of RAS
Abstract: 

Ethanol electrooxidation catalyst PtSn (3:1, 40% Pt) on pyrolytic double-walled carbon nanotubes as a carrier was synthesized by means of modified polyol method. Electrocatalytic activity of the synthesized catalyst in model conditions (0.5М H2SO4 + 1М С2Н5ОН) is higher than that for analogous catalyst on XC 72 carbon and equals to 70 mA/mgcat (E = 0.4 V). Tolerant cathode catalysts based on nonmetal (S, P, Bi) modified Pt and platinum-free cathode catalysts PdСо and RuСоSe were synthesized by means of high temperature method. Enhanced efficiency and tolerance of these systems were shown in oxygen reduction reaction in presence of ethanol. PdCo (20% Pd, 6% Co) and PtBi (9 : 1, 40% Pt) showed the highest ethanol tolerance. Model tests results have been confirmed by low temperature ethanol-oxygen fuel cell tests data for MEAs with considered catalysts.

Key words: 
fuel cells; ethanol electrooxidation
carbon nanotubes
Reference: 
  1. Antolini E. // J. Power Sources. 2007. Vol. 170. P.1.
  2. Song S. Q., Zhou W. J., Zhou Z. H., Jiang L. H., Sun G. Q., Tsiakaras P., Xin Q. // Hydrogen Energy.2005. Vol. 30. P.995.
  3. Vigier F., Coutanceau C., Hahn F., Belgsir E.M., Lamy C. // J. Electroanal. Chem. 2004. Vol. 563. P.81.
  4. Tsiakaras P.E. // J. Power Sources. 2007. Vol. 171. P.107.
  5. Song S., Tsiakaras P. // Applied Catalysis B: Environmental. 2006. Vol. 63. P.187.
  6. Soehn M., Lebert M., Wirth T., Hofmann S., Nicoloso N. // J. Power Sources. 2008. Vol. 176. P.494.
  7. Wang C.-H., Du H.-Y., Tsai Y.-T., Chen C.-P., Huang C.-J., Chen L.C., Chen K.H., Shih H.-C. // J. Power Sources. 2007. Vol.171. P.55.
  8. Cui Z., Changpeng L., Jianhui L., Wei X. // Electrochim. Acta. 2008. Vol. 53. P.7807.
  9. Liu Z., L. Xing Yi, Bing G., Liang H., Yang Lee J. // J. Power Sources. 2007. Vol. 167. P.272.
  10. Carmo M., Paganin V. A., Rosolen J.M., Gonzalez E.R. // J. Power Sources. 2005. Vol. 142. P.169.
  11. Gao G., Yang G., Xu M., Wang C., Xu C., Li H. // J. Power Sources. 2007. Vol. 173. P.178.
  12. Pang H.L., Lu J.P., Chen J.H., Huang C.T., Liu B., Zhang X.H. // Electrochim. Acta. 2009. Vol. 54. P.2610.
  13. Цивадзе А. Ю., Тарасевич М. Р., Ефремов Б. Н., Капустина Н. А., Мазин П. В. // Доклады академии наук. 2007. Т. 415, № 6.
  14. Kyung-Won Park, Dae-Seob Han, Yung-Eun Sung // J. Power Sources. 2006. Vol. 163. P.82.
  15. Yang H., Coutanceau C., Leger J.-M., Alonso-Vante N., Lamy C. // J. Electroanal. Chem. 2005. Vol. 576. P.305.
  16. Gochi-Ponce Y., Alonso-Nunez G., Alonso-Vante N. // Electrochem. Commun., 2006. Vol. 8 P.1487.
  17. Kuzov A.V., Tarasevich M.R., Korchagin O.V. Anode catalysts for direct ethanol electrooxidation. 5th Baltic Conference on Electrochemistry, 30 April-3 May, Tartu, Estonia.
  18. Богдановская В. А., Тарасевич М. Р., Систер В. Г., Ямчук А. И., Логачева Н. М., Бекетаева Л. А., Рыбалка К. В. // Электрохим. энергетика. 2009. Т. 9, № 1. С. 12–17.
  19. Tarasevich M.R., Chalykh A.E., Bogdanovskaya V.A., Kuznetsova L.N., Kapustina N.A., Efremov B.N., Ehrenburg M.R., Reznikova L.A. // Electrochim. Acta. 2006. Vol. 51. P.4455.
  20. Сафонов В.А., Лапа А. С., Мансуров Г. Н., Петрий О. А. // Электрохимия. 1986. Т. 16, № 3.
  21. Цивадзе А. Ю., Тарасевич М. Р., Богдановская В. А., Кузнецова Л. Н., Капустина Н. А., Модестов А. Д. // Доклады академии наук. 2006. Т. 410, №2. С.1.
  22. Тарасевич М. Р., Кузов А. В., Припадчев Д. А., Баулин В. Е. // Альтернативная энергетика и экология. 2008. T. 10. C.155.
  23. Цивадзе А. Ю., Тарасевич М. Р., Кузов А. В., Романова И. А., Припадчев Д. А. // Доклады академии наук. 2008. Т. 421, № 1. С. 1–4.
  24. Handbook of Fuell Cell. Fundamentals technology and applications / W. Vielstich, A. Lamm, H.A. Gasteiger, John Willey and Sons, Chichester, England, 2003, Vol. 2, P. 603.
Received: 
16.09.2009
Accepted: 
16.09.2009
Published: 
22.03.2010