Электронно-микроскопическое in situ исследование особенностей эволюции микроструктуры платиносодержащих электрокатализаторов для понимания механизма их деградации в процессе функционирования

Платиносодержащие электрокатализаторы являются важнейшими материалами, необходимыми для создания твердополимерных топливных элементов и электролизеров – востребованных компонентов водородной энергетики. Повышение функциональных характеристик таких катализаторов является актуальной и важной задачей и может быть осуществлено на базе фундаментальных и прикладных исследований, выясняющих взаимосвязь состава и структуры материалов с их активностью и стабильностью. Важным критерием таких исследований является понимание процессов реорганизации микроструктуры электрокатализаторов, происходящих непосредственно в процессе функционирования. Актуальность проекта обусловлена развитием фундаментальных представлений о характере связи состава/микроструктуры PtM/C наноструктурных катализаторов с их эффективностью в токообразующих реакциях. Настоящий проект направлен на изучение особенностей реорганизации структуры биметаллических PtM наночастиц в результате их эволюции (изменение размера, формы, архитектуры и состава наночастиц) и обусловленных этой реорганизацией изменение основных функциональных характеристик в процессе изучения стабильности и эффективности нанесенных Pt-содержащих электрокатализаторов. Научная новизна исследования определяется необходимостью получения новых знаний о механизмах деградации наноструктурных материалов в процессе длительного стресс-тестирования в различных условиях посредством локального ПЭМ-исследования морфологии одних и тех же участков поверхности катализаторов до и после проведения электрохимических испытаний. В результате реализации заявляемого проекта будут получены новые знания о характере связи состава/структуры/распределения по поверхности реально «работающих» в электрокатализе «превращенных» PtM НЧ, а также определяемых ими активности и стабильности в протоколах стресс-тестирования, с исходными составом/структурой НЧ и условиями их предобработки. Будут разработаны новые способы управления составом/структурой de-alloyed PtMx-y/C электрокатализаторов посредством их электрохимической постобработки.