Electro-oxidation of methanol and ethanol using PtRu/C, PtSn/C and PtSnRu/C electrocatalysts prepared by an alcohol-reduction process

Neto, Almir Oliveira; Dias, Ricardo Rodrigues; Tusi, Marcelo Marques; Linardi, Marcelo; Spinacé, Estevam V.

doi:10.1016/j.jpowsour.2006.12.088

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“…The most common method used to prepare metal nanoparticle catalyst on supports for fuel cell electrodes is a reduction method where the metal salts and the support material are mixed in a beaker. Subsequently, a reduction agent, for instance sodium borohydrate (NaBH 4 ) [153][154][155] or glycerol [156][157][158], is added drop wise to the solution to reduce the metal particles directly on the catalyst support. This traditional method has a disadvantage that it is difficult to scale up without losing the control of catalyst particle size and distribution.…”

Section: Catalyst Preparationmentioning

confidence: 99%

The correlation of electrochemical and fuel cell results for alcohol oxidation in acidic and alkaline media

Santasalo-Aarnio

Tuomi

Jalkanen

et al. 2013

Electrochimica Acta

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Section: Catalyst Preparationmentioning

confidence: 99%

The correlation of electrochemical and fuel cell results for alcohol oxidation in acidic and alkaline media

Santasalo-Aarnio

Tuomi

Jalkanen

et al. 2013

Electrochimica Acta

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“…In fact, it is difficult to compare literature data once composition, distribution, and experimental conditions differ from one laboratory to another. 6,18,20,32,40 Fuel cell performance Figure 4 gives the cell performance at 90 °C. The open circuit potential of the cell for Pt 64 Sn 15 Ru 13 Ni 8 /C was 0.71 V, but all the other electrocatalysts furnished values below this one.…”

Section: Ethanol Electrolysismentioning

confidence: 99%

“…10,18,32 On the other hand, it is well known that one must introduce Sn into the Pt-based alloy in order to obtain the same positive effect on ethanol oxidation. 39,40 Therefore, introducing Sn into the alloy shifts the onset potential of ethanol oxidation to less positive values, i.e., around 0.4 V vs. RHE. Table 2 list the best results obtained for ethanol electro-oxidation.…”

mentioning

confidence: 99%

Development of plurimetallic electrocatalysts prepared by decomposition of polymeric precursors for EtOH/O2 fuel cell

Palma¹,

Almeida²,

Andrade³

2012

J. Braz. Chem. Soc.

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Este trabalho teve como objetivo desenvolver eletrocatalisadores plurimetálicos contendo Pt, Ru, Ni e Sn suportados em C pelo método de decomposição de precursores poliméricos (DPP), na razão metal:carbono de 40:60% em massa, para aplicação em célula a combustível de etanol direta (DEFC). As nanopartículas obtidas foram caracterizadas físico-quimicamente por difração de raios X (DRX) e energia dispersiva de raios X. Os resultados de DRX revelaram cristalitos com estrutura cúbica de face centrada da Pt com evidências de que os átomos de Ni, Ru e Sn foram incorporados à estrutura da Pt. A caracterização eletroquímica das nanopartículas foi realizada por voltametria cíclica e cronoamperometria em meio ácido (H 2 SO 4 0,05 mol L -1 ), na ausência e presença de etanol. A adição de Sn para os catalisadores PtRuNi/C deslocou significativamente o potencial de início de oxidação de etanol e CO para valores mais baixos, aumentando assim a atividade catalítica, especialmente para a composição Pt 64 Sn 15 Ru 13 Ni 8 /C. Eletrólises de solução de etanol em 0,4 V vs. ERH permitiram a determinação de acetaldeído e ácido acético como principais produtos da reação. A presença de Ru nas ligas favoreceu a formação de ácido acético como produto principal da oxidação do etanol. O catalisador Pt 64 Sn 15 Ru 13 Ni 8 /C exibiu o melhor desempenho para DEFC.This work aimed to develop plurimetallic electrocatalysts composed of Pt, Ru, Ni, and Sn supported on C by decomposition of polymeric precursors (DPP), at a constant metal:carbon ratio of 40:60 wt.%, for application in direct ethanol fuel cell (DEFC). The obtained nanoparticles were physico-chemically characterized by X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). XRD results revealed a face-centered cubic crystalline Pt with evidence that Ni, Ru, and Sn atoms were incorporated into the Pt structure. Electrochemical characterization of the nanoparticles was accomplished by cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometry (CA) in slightly acidic medium (0.05 mol L -1 H 2 SO 4 ), in the absence and presence of ethanol. Addition of Sn to PtRuNi/C catalysts significantly shifted the ethanol and CO onset potentials toward lower values, thus increasing the catalytic activity, especially for the quaternary composition Pt 64 Sn 15 Ru 13 Ni 8 /C. Electrolysis of ethanol solutions at 0.4 V vs. RHE allowed determination of acetaldehyde and acetic acid as the main reaction products. The presence of Ru in alloys promoted formation of acetic acid as the main product of ethanol oxidation. The Pt 64 Sn 15 Ru 13 Ni 8 /C catalyst displayed the best performance for DEFC. Keywords: DEFC, ethanol, decomposition of polymeric precursor method (DPP), metallic catalyst IntroductionThe development of clean technologies for power generation with renewable fuels is required if we are to overcome the increase in environmental problems. In this context, the use of ethanol as fuel is promising because it is renewable, easy to store and handle, and contains high energy density (8 kW h kg -1 ),...

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“…O valor da carga metálica é importante para a normalização (por grama de platina) dos resultados eletroquímicos [48].…”

Section: Análise Termogravimétricaunclassified

“…Os eletrocatalisadores obtidos foram eletroquimicamente caracterizados através da técnica de voltametria cíclica [107] e da técnica da camada fina porosa [10,22,48].…”

Section: Caracterização Eletroquímica Dos Eletrocatalisadoresunclassified

Preparação de híbridos metal/carbono por carbonização hidrotérmica para aplicação na oxidação eletroquímica de metanol

Tusi¹

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À Michele Brandalise (Negra). Talvez nenhuma palavra seja suficiente para agradecer a ajuda e o companheirismo que essa pessoa dedica à mim nos últimos anos. Ela vibra com minhas conquistas e, acima de tudo, é a pessoa em que posso me apoiar quando as coisas não vão bem ou quando fracasso. Ela me ajuda, me dá carinho e agüenta minhas manias. Ao IPEN pela infra-estrutura e auxílios financeiros e aos funcionários da CPG pelo auxílio/suporte em assuntos burocráticos relacionados ao doutorado. Ni / Carbon as support was more active than those prepared using commercial carbon Vulcan XC72, considered as a reference. Nesse contexto, surgem como promissoras fontes de energia as células a combustível [9] definidas como dispositivos eletroquímicos que convertem diretamente a energia química contida nas ligações químicas de um combustível em energia elétrica. Esses dispositivos [10][11][12] são muito atrativos como fonte de energia para aplicações portáteis, móveis e estacionárias, pois possuem como características a alta confiabilidade e eficiência, baixa geração de ruídos, baixa ou nenhuma emissão de poluentes. Dentre os diversos tipos de células a combustível, a mais promissora para uso em eletrotração e geradores estacionários é a célula com eletrólito polimérico (PEMFC -Proton Exchange Membrane Fuel Cell), pois são robustas e de fácil acionamento e desligamento [11][12][13].As células que utilizam uma membrana de intercâmbio de prótons como eletrólito consistem de um ânodo, onde o combustível é oxidado e um cátodo, onde o oxigênio, geralmente do ambiente, é reduzido. A circulação dos elétrons pelo circuito externo produz trabalho elétrico [10].A obtenção de hidrogênio é feita a partir da reforma a vapor de hidrocarbonetos ou pela eletrólise da água. O hidrogênio obtido pela eletrólise da água possui uma alta pureza, entretanto apresenta um custo relativamente maior do hidrogênio obtido pela reforma gasosa. Por outro lado, o hidrogênio obtido pela reforma gasosa apresenta um teor considerável de impurezas, contendo, aproximadamente, 6% de monóxido de carbono (CO) [10,14].

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Electro-oxidation of methanol and ethanol using PtRu/C, PtSn/C and PtSnRu/C electrocatalysts prepared by an alcohol-reduction process

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The correlation of electrochemical and fuel cell results for alcohol oxidation in acidic and alkaline media

The correlation of electrochemical and fuel cell results for alcohol oxidation in acidic and alkaline media

Development of plurimetallic electrocatalysts prepared by decomposition of polymeric precursors for EtOH/O2 fuel cell

Preparação de híbridos metal/carbono por carbonização hidrotérmica para aplicação na oxidação eletroquímica de metanol

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