Создание нового поколения электрокатализаторов с пониженным содержанием платины для использования на катоде топливных элементов с протонопроводящей мембраной

Отчет 87 с., 1 кн., 41 рисунок, 12 таблиц, 90 источн. Получение электрокатализаторов с применением различных углеродных носителей в том числе модифицированного азотом было реализовано на первом году реализации проекта. Показано, что применение допированного атомами азота углеродного носителя позволяет повысить равномерность распределения платиновых и биметаллических наночастиц, что в свою очередь влияет на процессы деградации электрокатализаторов в процессе функционирования. В рамках проекта проведено систематическое исследование влияния атмосферы на особенности деградации отечественных и зарубежных коммерческих электрокатализаторов. Получены оригинальные результаты, развивающие фундаментальные представления о механизмах деградации платины в различных условиях стресс-тестирования. Выполнена важная прикладная задача исследования – получены электрокатализаторы на основе de-alloyed биметаллических наночастиц с преимущественной сегрегацией платины на поверхности. Предложенные способы апробированы для получения платино-медных и платино-никелевых электрокатализаторов для катода топливного элемента с протонообменной мембраной. Изучено влияние термической, кислотной и электрохимической предобработки на характеристики биметаллических катализаторов. Проведенное in situ ПЭМ исследование позволило детально оценить динамику деградации материала на одном и том же локальном участке в процессе высокотемпературной обработки за счет анализа изменения вида гистограмм размерного распределения наночастиц и применения метода расчета числа пересечений наночастиц. Полученные электрокатализаторы имеют несомненный интерес для тестирования в единичных мембранно-электродных блоках и применения в реальных энергоустановках топливных элементов. Основные направления дальнейшего развития исследований состоят в развитии технологических методов синтеза и предобработки биметаллических катализаторов, проведение тестирования материалов в мембрано-электродных блоках топливных элементов.