Перспективні електродні матеріали для паливних елементів

Abstract

У наш час актуальним є напрям електрохімії – одержання багатокомпонентних осадів методом електроосадження. До таких осадів відносять не тільки бінарні, тернарні сплави або сплави, удосконалені лігандами, але й композиційні покриття. Насамперед композиційні матеріали є ефективними у використанні в багатьох сферах діяльності зв’язку із широким спектром функціональних властивостей: хімічна стійкість, висока міцність, електрокаталітична активність, стійкість до зношування. Також такі покриття можуть використовуватися для підвищення температурної та механічної витривалості відповідальних деталей машин, які працюють в агресивних середовищах, при виробництві електричних контактів і захисту деталей від корозії. У роботі наведені результати дослідів перспективних електродних матеріалів для паливних елементів на основі композиційного покриття Со-Мо-TiO₂, саме вивчення каталітичної активності композиційного осаду для реакції виділення водню в різних середовищах. Гальванічні осади були одержані на мідних зразках з удосконаленого аміачнотрилонатного електроліту, модифікованого порошком діоксиду титана за різних густин струму 10–30 А/дм² при постійному перемішуванні та температури 70 ⁰С. Представлений варіант вирішення проблеми, пов’язаної із корозійною нестійкістю бінарного сплаву Со-Мо в кислих середовищах. Наведені результати, отримані методом поляризаційних залежностей у таких розчинах: гідроксид натрію, сульфат натрію, сірчана кислота із концентрацією 0,1 моль/л і гідроксид натрію із концентрацією 1 моль/л. Композиційне покриття Со-Мо-TiO₂ володіє значною корозійною стійкістю та каталітичною активністю, що робить такий осад перспективним матеріалом для застосування у сфері паливних елементів. Композиція Со-Мо-TiO₂ є досить ефективним каталізатором для реакції виділення водню.

Nowadays, the direction of electrochemistry – receiving multicomponent precipitates by electrodeposition method has an actual character. Such sediments include not only binary, ternary alloys or alloys enhanced with ligands, but also composite coatings. First of all, composite materials are effective in many fields of activity due to their wide range of functional properties. Such as chemical resistance, high strength, electrocatalytic activity, wear resistance. Such coatings can also be used to increase the temperature and mechanical endurance of critical machine parts operating in harsh environments and in the manufacture of electrical contacts and protection of parts against corrosion. This paper presents the results of experiments of promising electrode materials for fuel cells based on the composite Co-Mo-TiO₂ coating. Namely, the study of the catalytic activity of the composite precipitate for the reaction of hydrogen evolution in different media. Electroplating sediments were obtained on copper samples from an improved ammonia-trilonate electrolyte modified with titanium dioxide powder at different current densities of 10-30 A/dm² with constant stirring and a temperature of 70 °C. A solution to the problem of corrosion instability of the Co-Mo binary alloy in acidic environments is presented. The results obtained by the method of polarization dependencies in the following solutions are presented: sodium hydroxide, sodium sulfate, sulfuric acid with a concentration of 0,1 mol/l and sodium hydroxide with a concentration of 1 mol/l. The Co-Mo-TiO₂ composite coating has considerable corrosion resistance and catalytic activity, which in turn makes this sediment a promising material for use in the fuel cell field. The Co-Mo-TiO₂ composition is a fairly effective catalyst for the hydrogen evolution reaction.