DOI: https://doi.org/10.20998/2079-0821.2018.39.12

ЕЛЕКТРОКАТАЛІТИЧНЕ ОКИСЛЕНННЯ МЕТАНОЛУ НА ТЕРНАРНИХ СПЛАВАХ КОБАЛЬТУ

Tatiana Aleksandrovna Nenastina, Maryna Vitaliyivna Ved’, Nikolay Dmytrovych Sakhnenko, Valeria Olegovna Proskurina, Irina Yurievna Yermolenko

Анотація


Електролітичні покриття тернарними сплавамии Co-Mo-W і Co-Mo-Zr, нанесеними з комплексних пірофосфатних-цитратних електролітів, відрізняються рівномірно розвиненою поверхнею, рельєф і ступінь розвинення якої сприятливі для реалізації каталітичних процесів. Електрокаталітичне окиснення метанолу, як енергоємного реагенту паливних елементів, на електродах їх зазначених сплавів характеризується наявністю однієї хвилі з чітко вираженим граничним струмом. Активність електродів з тернарними покриттями в реакції окиснення метанолу значно вище, ніж платини, причому для сплаву Co-Mo-Zr висота піку в 2-2.5 рази вище, ніж для Со-Mo-W. Підвищена каталітична активність покриттів обумовлена як високим ступенем розвинення поверхні, так і синергетическим ефектом сплавотвірних металів. Сукупність кінетичних критеріїв вказує на необоротне електрокаталітичні окислення метанолу на досліджених сплавах в режимі змішаної кінетики через стадію адсорбції реактантів. Тернарні покриття мають високу корозійну стійкість в лужних середовищах і за значенням глибинного показника корозії відносяться до вельми стійких. Високі каталітична активність і корозійна стійкість сплавів Co-Mo-W і Co-Mo-Zr дозволяють розглядати їх як перспективні матеріали електрохімічної енергетики, в тому числі для проточних редокс акумуляторів і паливних елементів.


Ключові слова


тернарні сплави кобальту; окиснення метанолу; граничний струм; електрокаталіз; корозійна стійкість

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


M. Ved’, M. Glushkova, N. Sakhnenko Catalitic properties of bi-nary and ternary alloys based on silver Functional Material, 2013, Vol. 20,. № 1, pp. 87–91. http://dx.doi.org/10.15407/fm20.01.087

N. D. Sakhnenko, M. V. Ved, Yu. K. Hapon, and T. A. Nenastina, Functional Coatings of Ternary Alloys of Cobalt with Refractory Metals Russian Journal of Applied Chemistry, 2015, Vol. 88, No. 12, pp. 1941−1945. doi 10.1134/S1070427215012006X

G. Yar-Mukhamedova, M. Ved’, N. Sakhnenko, T. Nenastina, Electrodeposition and properties of binary and ternary cobalt alloys with molybdenum and tungsten, Applied Surface Science, 2018,Vol. 445, pp. 298 – 307. doi: 10.1016/j.apsusc.2018.03.171

M. V. Ved’, M.A. Koziar, N. D. Sakhnenko, M.A.Slavkova, Functional properties of electrolytic alloys of Cobalt with Molybdenum and Zirconium Functional materials, 2016, Vol. 23, No 3, pp. 420-426. DOI: http://dx.doi.org/10.15407/fm23.03.420.

C. Lamy, J.-M. Leger, and S. Srinivasan Direct Methanol Fuel Cells: From a Twentieth Century Electrochemist’s Dream to a Twenty-first Century Emerging Technology Modem Aspects of Electrochemistry, Number 34, edited by John O’M. Bockris et al. Kluwer Academic /Plenum Publishers, New York, 2001. рр 53-118

J. R. C. Salgado, E. Antolini, E.R. Gonzalez, Carbon supported Pt–Co alloys as methanol resistant oxygen-reduction electrocatalysts for direct methanol fuel cells, Appl. Catal., 2005, B 57, pp. 283–290.

M. Metikos-Hukovic, R. Babic, Y. Piljac, Kinetics and electrocatalysis of methanol oxidation on electrodeposited Pt and Pt70Ru30 catalysts, J. New Mater. Electrochem. Syst., 2004, vol. 7, pp. 179–190.

Maryna V. Ved’, Nikolay D. Sakhnenko, Iryna Yu. Yermolenko, Tatyana A. Nenastina. Nanostructured Functional Coatings of Iron Family Metals with Refractory Elements. Chapter 1: in the book Nanochemistry, Biotechnology, Nanomaterials, and Their Applications, Springer Proceedings in Physics 214, O. Fesenko, L. Yatsenko (eds.). – Springer International Publishing AG, part of Springer Nature, 2018, pp. 3–34. https://doi.org/10.1007/978-3-319-92567-7_1.

E. Vernickaite, N. Tsyntsaru, H. Cesiulis Electrodeposited Co-W alloys and their prospects as effective anode for methanol oxidation in acidic media, Surface & Coatings Technology, 2016, Vol. 307, Part C, pp. 1322–1328

A.V. Tripković, K.D. Popović, J.D. Lović, V.M. Jovanović, A. Kowal, Methanol oxidation at platinum electrodes in alkaline solution: comparison between supported catalysts and model systems, J. Electroanal. Chem., 2004, vol. 572, pp. 119–128.

A. V. Karakurkchi, M. V. Ved’, I. Yu. Ermolenko, and N. D. Sakhnenko Electrochemical Deposition of Fe–Mo–W Alloy Coatings from Citrate Electrolyte, Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 2016, Vol. 52, No. 1, pp. 43–49. DOI: 10.3103/S1068375516010087

M. V. Ved’, M. D. Sakhnenko, H. V. Karakurkchi, I. Yu. Ermo-lenko, L. P. Fomina, Functional Properties of Fe−Mo and Fe−Mo−W Galvanic Alloys // Materials Science. – 2016. – V. 51, No 5. – pp. 701-710. DOI:10.1007/s11003-016-9893-5

M. V. Ved’, M. D. Sakhnenko, O. V. Bohoyavlens’ka, T. O. Nenas-tina. Modeling of the surface treatment of passive metals Materials science, 2008, Vol. 44, No 1, pp. 79–86. DOI: 10.1007/s11003-008-9046-6

I. Yu. Yermolenko, M. V. Ved’, N. D. Sakhnenko, L. P. Fomina, I. G. Shipkova, Galvanic ternary Fe-Co-W coatings: structure, composition and magnetic properties, Functional materials, 2018, Vol. 25, No. 2, pp. 274-281 https://doi.org/10.15407 /fm25.02.274.