Nowe katalizatory katodowe i anodowe redukcji tlenu i utleniania wodoru lub lekkich paliw organicznych - Pracownia Elektrochemicznych Źródeł Energii

Reakcje redukcji tlenu i utleniania wodoru lub lekkich paliw organicznych są najważniejszymi procesami prądotwórczymi wykorzystywanymi w ogniwach paliwowych. Do budowy sprawnych i ekonomicznie opłacalnych ogniw paliwowych wymagane są tanie, trwałe i aktywne elektrokatalizatory wymienionych reakcji. W Zespole prowadzone są od niedawna prace nad tego typu elektrokatalizatorami, których założeniem jest wykorzystanie specjalnych polimerów koordynacyjnych w połączeniu z nieszlachetnymi metalami grup przejściowych.

Jednym z kluczowych problemów występujących w ogniwach paliwowych jest zatruwanie powierzchni elektrody przez produkty utleniania paliwa. W toku zrealizowanych prac wykazaliśmy, że zastosowanie stopu platynowo – rodowego jako elektrody w układzie poddanym wpływowi tlenków węgla powoduje znaczne obniżenie potencjału utleniania zatruwających elektrodę zaadsorbowanych tlenku i dwutlenku węgla. Wpływ dodatku rodu na proces utleniania tych mediów zależy od adsorbującej się substancji. Gdy elektroda jest zatruta adsorbującym się tlenkiem węgla, potencjał utleniania adsorbatu jest najniższy dla stopu o składzie 12%Rh + 88%Pt, natomiast w przypadku adsorbowania dwutlenku węgla – przy składzie: 62% Rh na powierzchni elektrody. A więc zastosowanie stopów platynowo – rodowych w miejsce czystej platyny ma istotny wpływ na usuwanie zatruwających elektrodę indywiduów, obniżających jej zdolność katalityczną. Zastosowanie stopów Pt- Rh ma istotny wpływ na sprawność ogniw paliwowych opartych na utlenianiu związków organicznych o małych molekułach. Badamy tez inne stopy metali z grupy platyny w celu wykorzystania ich jako katalizatorów w ogniwach paliwowych.

1. H. Siwek, W. Tokarz, P. Piela, A.Czerwiński
Electrochemical behavior of CO, CO2 and methanol adsorption products
formed on Pt-Rh alloys of various surface composition
J. Power Sources 181(1) (2008) 24-30
2. H. Siwek, M. Łukaszewski, A. Czerwiński
Adsorption of carbon oxides and oxidation of their products on platinum group metals and alloys
Physical Chemistry Chemical Physics 10 (2008) 3752-3766
3. H.Siwek, W.Tokarz, P.Piela
Electro-oxidation of methanol on Pt-Rh alloys
Electrochim. Acta 52 (2007) 5565-5573
4. M. Soszko, M. Łukaszewski, Z. Mianowska, A. Czerwiński
Electrochemical characterization of the surface and methanol electrooxidation on Pt-Rh-Pd ternary alloys
J. Power Sources. 196 (2011) 3513