An XPS study on binary and ternary alloys of transition metals with platinized carbon and its bearing upon oxygen electroreduction in direct methanol fuel cells

Shukla, Ashok; Neergat, Manoj; Bera, Parthasarathi; Jayaram, Vikram; Hegde, M. S.

doi:10.1016/s0022-0728(01)00421-1

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“…Even though the effect for ORR is almost the same using Pt 3 Sn/C and Pt/C ETEK, further studies described in this paper have shown that Pt 3 Sn/C presents a higher electrocatalytic activity than Pt/C ETEK for ORR, using ethanol in the electrolyte. The effect observed for the material here highlights the value of Pt 3 Sn/C PPM, which is derived from the electronic effects caused by changes in the platinum "d" band levels (Min, Cho et al, 2000;Aricò, Shukla et al, 2001;Shukla, Neergat et al, 2001;Lima, Lizcano-Valbuena et al, 2006). The onset potentials for the ORR were similar for the two electrocatalysts (see Table I).…”

Section: Electrochemical Experimentsmentioning

confidence: 55%

“…Using Pt/C ETEK, the diffusion limit mass current density for the ORR was 20 % smaller than that using the same electrocatalyst without ethanol. These results can be explained because the strength of adsorption of both CO (Tong, Kim et al, 2002;Alayoglu, Nilekar et al, 2008;Park, Lee et al, 2008) and O 2 (Min, Cho et al, 2000;Aricò, Shukla et al, 2001;Shukla, Neergat et al, 2001;Lima, Lizcano-Valbuena et al, 2006) is reduced in Pt 3 Sn alloy materials, thereby facilitating a release of the catalytic sites and increase of the kinetic reaction.…”

Section: Electrochemical Experimentsmentioning

confidence: 99%

“…This fact has been attributed to changes in the Pt-Pt bond distance, the number of Pt nearest neighbors, the electron density of states in the Pt 5d band and the nature and coverage of surface oxide layers (Min, Cho et al, 2000;Aricò, Shukla et al, 2001;Shukla, Neergat et al, 2001;Lima, Lizcano-Valbuena et al, 2006). This increase in kinetics occurs because the oxygen reduction activity increases with a decrease in the adsorption strength of the oxygenated species.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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A Pt3Sn/C Electrocatalyst Used as the Cathode and Anode in a Single Direct Ethanol Fuel Cell

Parreira¹,

Rascio²,

Silva³

et al. 2012

IJC

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This paper presents a study involving the use of Pt 3 Sn/C electrocatalysts as cathodes and anodes in a single direct ethanol fuel cell. First, we studied the oxygen reduction reaction (ORR) using commercial Pt/C from ETEK and Pt 3 Sn/C as electrocatalysts with an alloy degree of 92 %. The electrocatalytic activity of the material for oxygen reduction was assessed using the rotating disk electrode technique (RDE). When Pt 3 Sn was tested for ORR in the presence of ethanol, the results showed greater tolerance to the cross-over effect than Pt/C in the electrochemical cell. The experiments in a single direct ethanol fuel cell showed that without oxygen pressurization of the cell, the maximum power density is higher using Pt 3 Sn/C as both cathode and anode than using Pt 3 Sn as an anode and Pt/C as a cathode. When using Pt 3 Sn/C as both the cathode and anode in a direct ethanol fuel cell, cell performance enhances.

show abstract

Section: Electrochemical Experimentsmentioning

confidence: 55%

Section: Electrochemical Experimentsmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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A Pt3Sn/C Electrocatalyst Used as the Cathode and Anode in a Single Direct Ethanol Fuel Cell

Parreira¹,

Rascio²,

Silva³

et al. 2012

IJC

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“…Com o objetivo de otimizar a ação catalítica dos eletrodos através da síntese de novos materiais, métodos alternativos de preparação de catalisadores são encontrados na literatura, tais como a pirólise de acetato de ferro II adsorvido em 3, 4, 9, 10-perylenetetracarboxylic dianhydride em Ar:H 2 :NH 3 [8], ou a preparação de materiais alternativos como os macrociclos de metais suportados em carbono [9] e também ligas binárias e ternárias de Pt com metais de transição [10][11][12].…”

Section: Introductionunclassified

“…Discussões detalhadas referentes às considerações do tamanho das partículas, atividade catalítica e orientação cristalográfica preferencial dos catalisadores também foram feitas por outros pesquisadores [16,20] [15], borohidreto (MB) [22] e Shukla e col. (MS) [11]. Como padrão de comparação foi utilizado o catalisador Pt/C comercial (E-TEK).…”

Section: Introductionunclassified

Correlação entre a atividade catalítica e o tamanho de partículas de Pt/C preparados por diferentes métodos

Salgado¹,

González²

2003

Eclet. Quím.

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Resumo: Eletrocatalisadores de Pt/C são preparados por diferentes métodos para a reação de redução de oxigênio em célula a combustível alimentada com H 2 /O 2 . Este trabalho mostra a caracterização física e eletroquímica mediante DRX, MET, VC e CP dos catalisadores de Pt/C preparados por diferentes métodos. Os resultados mostraram que a atividade catalítica está correlacionada com a morfologia e o diâmetro médio das partículas de Pt suportadas em carbono de alta área superficial.Palavras-chave: eletrocatalisadores; Pt/C; MET; tamanho de partículas; células a combustível.* e-mail:ernesto@iqsc.usp.br IntroduçãoNas últimas décadas, a crescente demanda de energia e o alto índice de poluição provocado pelo uso de combustíveis fósseis, principalmente em veículos automotores chama a atenção da comunidade científica para a busca de novas fontes de energia, dentre as quais, as células a combustível merecem destaque pela sua elevada eficiência na conversão de energia química em elétrica, de forma limpa e silenciosa [1].São vários os tipos de células a combustível que estão sendo atualmente pesquisados [2]. Dentre eles, a célula de eletrólito polimérico sólido (PEMFC) é a mais indicada para pequenas plantas estacionárias e veículos automotores, devido à elevada densidade de potência (~1 kW/kg) e por operar a baixa temperatura (desde 25 até 95°C). A PEMFC utiliza como eletrólito uma membrana trocadora de prótons (geralmente Nafion Ò , Du Pont) e eletrodos de difusão de gás (EDG), constituídos por uma camada catalítica formada por platina, ou platina ligada a outros metais menos nobres, suportados em carbono, além de uma camada difusora constituída por uma mistura de politetrafluoretileno (PTFE) e carbono finamente dividido [3]. A PEMFC pode ser alimentada com hidrogênio gasoso ou com solução de metanol (célula de metanol direto, DMFC) no ânodo. Neste compartimento ocorre a oxidação dos combustíveis acima mencionados, o que gera uma corrente elétrica e prótons que atravessam a membrana até o compartimento catódico, onde o oxigênio do ar atmosférico é reduzido [4].A Pt dispersa em carbono (Pt/C) é o catalisador por excelência para os processos de oxidação e redução necessários ao funcionamento de uma célula a combustível alimentada por H 2 / O 2 , desde que estes reagentes apresentem altos níveis de pureza [5]. Entretanto, para o H 2 proveniente da reforma de outros combustíveis, contendo traços de monóxido de carbono que atua como veneno catalítico da platina, o atual estágio de desenvolvimento desta área de pesquisa sugere o uso de ligas de Pt com metais de transição tais como Ru e Mo, os quais têm sido considerados como os mais ativos para a reação de oxidação de hidrogênio contaminado com CO [6].Do ponto de vista da viabilidade comercial das células a combustível o problema atual é devido ao alto custo das membranas

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Electrocatalysis for the Direct Alcohol Fuel Cell

Léger¹,

Coutanceau²,

Lamy³

2008

Fuel Cell Catalysis

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An XPS study on binary and ternary alloys of transition metals with platinized carbon and its bearing upon oxygen electroreduction in direct methanol fuel cells

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A Pt3Sn/C Electrocatalyst Used as the Cathode and Anode in a Single Direct Ethanol Fuel Cell

A Pt3Sn/C Electrocatalyst Used as the Cathode and Anode in a Single Direct Ethanol Fuel Cell

Correlação entre a atividade catalítica e o tamanho de partículas de Pt/C preparados por diferentes métodos

Electrocatalysis for the Direct Alcohol Fuel Cell

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