Thông tin chung:

Ngày nhận:03/04/2015

Ngày chấp nhận: 27/10/2015

Title:

Synthesis of carbon-supported platinum-ruthenium core-shell nanoparticles for direct methanol fuel cell

Từ khóa:

Cấu trúc lõi-vỏ, hạt nano Ru@Pt, pin nhiên liệu dùng methanol trực tiếp (DMFC), vật liệu xúc tác điện cực

Keywords:

Core-shell structure, Ru@Pt nanoparticles, direct methanol fuel cell (DMFC), electrocatalyst material

ABSTRACT

Electrocatalyst material of direct methanol fuel cell (DMFC) with carbon Vulcan supported ruthenium-core and platinum-shell nanoparticles (Ru@Pt/C) was successfully synthesized by a two-step method. H₂PtCl₆ and RuCl₃ precursors were used with the efficient reduction of NaBH₄ agent in ethylene glycol (EG). Besides, an alloy structure catalyst sample (Pt-Ru/C) was prepared to compare with the Ru@Pt/C sample. The electrocatalyst samples were investigated by experimental methods including X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and cyclic voltammetry (CV). The results showed that the Ru@Pt/C electrocatalyst sample was better than the Pt-Ru/C sample with respect to methanol oxidation.

TÓM TẮT

Vật liệu xúc tác nano cấu trúc ruthenium-lõi và platinum-vỏ trên nền carbon Vulcan (Ru@Pt/C) làm chất xúc tác trong điện cực pin nhiên liệu dùng methanol trực tiếp (DMFC) được chế tạo bằng phương pháp khử hai bước. Các tiền chất H₂PtCl₆ và RuCl₃ đã được sử dụng, với dung dịch ethylene glycol (EG) kết hợp với NaBH₄ làm chất khử. Ngoài ra, mẫu xúc tác dạng hợp kim Pt-Ru/C được tổng hợp trong cùng điều kiện chế tạo mẫu Ru@Pt/C để so sánh. Các phương pháp phân tích như X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), và đo điện hóa cyclic voltammetry (CV) đã được sử dụng để phân tích và đánh giá. Kết quả cho thấy vật liệu xúc tác nano cấu trúc lõi-vỏ Ru@Pt/C đã được chế tạo thành công, các hạt nano Ru@Pt có kích thước đồng nhất và phân bố đồng đều. Đồng thời, kết quả cũng cho thấy sự vượt trội hoàn toàn của mẫu xúc tác cấu trúc lõi-vỏ so với mẫu hợp kim về cả hai mặt: khả năng oxy hóa methanol và mức độ oxy hóa hoàn toàn methanol.