12. Электрокаталитический материал
углеродный носитель (сажа, активированный уголь,
графит) со средним частиц 15-50 нм
катализатор в виде мелких высокодисперсных
металлических частиц (около 2-6 нм), нанесенных на
углеродный носитель
Козадеров О.А. 201512
15. Проблемы
чрезвычайно высокая стоимость
платинового катализатора
мембраны
поиск альтернативных дешевых протонпроводящих мембран с
приемлемой протонной проводимостью уровня весьма дорогой
Nafion®
нерешенные научные проблемы
отравление оксидом углерода (II)
поиск анодных электрокатализаторов, толерантных к CO
высокое перенапряжение восстановления кислорода
поиск эффективных катодных электрокатализаторов
Козадеров О.А. 201515
16. Перспективы
транспорт
экологически чистые, гибридные автомобили, грузовики и
автобусы
вспомогательные силовые установки
устройства, которые могут обеспечить электропитанием
все системы энергопотребления на транспортном средстве,
кроме двигателя (например, систему освещения,
кондиционирования воздуха и т.п.).
Козадеров О.А. 201516
23. Особенности анодной реакции
1. Анодное окисление метанола – многоэлектронный и
многостадийный электрохимический процесс
Козадеров О.А. 201523
24. Особенности анодной реакции
2. При электроокислении метанола образуются
промежуточные продукты (интермедиаты), которые
являются каталитическими ядами (например, CO)
Pt + CH3OH → PtCOads + 4H+ + 4e–
Козадеров О.А. 201524
на сплаве Pt-Ru:
Ru + H2O → Ru(OH)ads + H+ + e–
PtCOads + Ru(OH)ads → CO2 + Pt + Ru + H+ + e–
25. Особенности анодной реакции
3. Метанол проникает в мембранный электролит и
перемещается из анодной в катодную камеру
(кроссовер метанола)
Козадеров О.А. 201525
26. Модификация протонообменной мебраны
увеличение числа кислотных центров
введение молибденфосфорной кислоты,
фосфорвольфрамовой кислоты, кремнийвольфрамовой
кислоты
повышение способности мембраны удерживать влагу
введение соединений циркония
изменение структуры, пористости полимера
введение гидроксиапатита и цеолита
Козадеров О.А. 201526
29. Применение
большинство опытных образцов – это портативная
электроника
в сотовых телефонах и ноутбуках используется гибридная
энергоустановка: литий-ионный аккумулятор обеспечивает
питание устройства, постоянно подзаряжаясь от
встроенного топливного элемента
Козадеров О.А. 201529
30. 1. Запишите уравнение токообразующей реакции и уравнение
Нернста для топливного элемента:
a. непрямого окисления метанола
b. прямого окисления метанола
- с протонообменной мембраной
- с анионообменной мембраной
2. Запишите катодную реакцию в химическом источнике тока, в
котором (как и в твердополимерном ТЭ) используется
газодиффузионный электрод. Укажите тип этого источника
тока.
3. Запишите токообразующую реакцию в химическом источнике
тока, в котором (как и в твердополимерном ТЭ) используется
мембранный электролит. Укажите тип этого источника тока.
Задания
Козадеров О.А. 201530
