Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá tính chất vật liệu xúc tác Pt và hợp kim Pt có kích thước nanô trên nền vật liệu cacbon áp dụng làm điện cực trong pin nhiên liệu màng trao đổi ion (Luận án tiến sĩ)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (358.55 KB, 134 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
ĐỖ CHÍ LINH
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT VẬT
LIỆU XÚC TÁC Pt VÀ HỢP KIM Pt CÓ KÍCH THƯỚC NANÔ
TRÊN NỀN VẬT LIỆU CACBON ÁP DỤNG LÀM ĐIỆN CỰC
TRONG PIN NHIÊN LIỆU MÀNG TRAO ĐỔI PROTON
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KHOA HỌC VẬT LIỆU
HÀ NỘI – 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
ĐỖ CHÍ LINH
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT VẬT
LIỆU XÚC TÁC Pt VÀ HỢP KIM Pt CÓ KÍCH THƯỚC NANÔ
TRÊN NỀN VẬT LIỆU CACBON ÁP DỤNG LÀM ĐIỆN CỰC
TRONG PIN NHIÊN LIỆU MÀNG TRAO ĐỔI PROTON
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KHOA HỌC VẬT LIỆU
Chuyên ngành: Kim loại học
Mã số: 62.44.01.29
Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Phạm Thi San
2. TS. Nguyễn Ngọc Phong
Hà Nội – 2018
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các Thầy hướng dẫn là
TS. Phạm Thi San và TS. Nguyễn Ngọc Phong đã tận tình chỉ đạo và hướng dẫn
em trong suốt quá trình hoàn thành bản luận án này.
Tôi xin chân thành cám ơn Ban Lãnh đạo và Bộ phận đào tạo Viện Khoa
học vật liệu đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành
luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các đồng nghiệp tại Phòng Ăn mòn và Bảo vệ
vật liệu – Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt
Nam đã đồng hành, động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin gửi lời cám ơn đặc biệt tới Dr. Chang Rae Lee, Chương trình hợp
tác KIMS – ASEAN và Viện Khoa học vật liệu Hàn Quốc KIMS đã tạo điều kiện
cho tôi thực hiện các ý tưởng nghiên cứu của mình.
Cuối cùng, tôi xin cám ơn gia đình, người thân và các bạn bè đã động viên
và giúp đỡ trong suốt thời gian học tập của mình.
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả
nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa được
công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào trước đó.
Hà Nội, ngày 02 tháng 8 năm 2018
Tác giả luận án
Đỗ Chí Linh
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................. xii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT.......................................... xiv
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN ................................................................................. 6
1.1. Lịch sử phát triển của pin nhiên liệu ........................................................ 6
1.2. Pin nhiên liệu màng trao đổi proton. ........................................................ 8
1.3. Các ứng dụng của PEMFC ........................................................................ 8
1.4. Cơ chế và động học của các phản ứng điện hóa xảy ra trong PEMFC . 10
1.4.1. Các phản ứng cơ bản của pin nhiên liệu ............................................... 10
1.4.2. Phản ứng ôxy hóa điện hóa hyđrô ......................................................... 10
1.4.2.1. Cơ chế của phản ứng ôxy hóa điện hóa hyđrô trong môi
trường axit ..................................................................................... 10
1.4.2.2. Nhiệt động học của phản ứng ôxy hóa hyđrô .............................. 11
1.4.2.3. Động học của phản ứng ôxy hóa hyđrô ....................................... 11
1.4.3. Phản ứng khử ôxy ORR ......................................................................... 15
1.4.3.1. Các phản ứng khử O2 điện hóa .................................................... 15
1.4.3.2. Động học của phản ứng khử O2 .................................................. 16
1.5. Nhiệt động học trong pin nhiên liệu ........................................................ 18
1.5.1. Điện thế lý thuyết của pin nhiên liệu ..................................................... 18
1.5.2. Hiệu suất lý thuyết của pin nhiên liệu ................................................... 19
1.6. Vật liệu xúc tác dùng trong PEMFC ....................................................... 19
1.6.1. Quá trình phát triển của các vật liệu xúc tác trong PEMFC ................. 20
1.6.2. Phát triển các vật liệu xúc tác anot trong PEMFC ................................ 22
1.6.3. Phát triển vật liệu xúc tác hợp kim Pt cho ORR .................................... 25
1.6.4. Vật liệu nền cacbon ................................................................................ 29
1.6.4.1. Vật liệu cacbon đen..................................................................... 29
1.6.4.2. Vật liệu cacbon nanotube ............................................................ 30
1.6.4.3. Vật liệu cacbon sợi (CNF) .......................................................... 31
1.6.4.4. Vật liệu cacbon xốp..................................................................... 31
iii
1.6.4.5. Vật liệu Graphene ....................................................................... 32
1.7. Một số phương pháp điều chế xúc tác Pt và hợp kim của Pt. ................ 33
1.7.1. Phương pháp kết tủa hóa học ................................................................ 33
1.7.2. Các quá trình Polyol .............................................................................. 34
1.7.3. Phương pháp mạ điện ............................................................................ 35
1.7.4. Phương pháp phún xạ ........................................................................... 36
1.7.5. Phương pháp nhũ tương ........................................................................ 36
Chương 2. THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .. 38
2.1. Điều chế vật liệu xúc tác Pt và hợp kim Pt3M (M = Ni, Co, Fe) trên nền
vật liệu cacbon Vulcan XC-72. ....................................................................... 38
2.2. Chuẩn bị mực xúc tác .............................................................................. 39
2.3. Chế tạo điện cực màng (MEA) ................................................................ 39
2.4. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 40
2.4.1. Các phương pháp vật lý ......................................................................... 40
2.4.1.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) ............................................. 40
2.4.1.2. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua TEM ............................. 41
2.4.1.3. Phương pháp phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX) ....................... 42
2.4.2. Các phương pháp điện hóa .................................................................... 42
2.4.2.1. Phương pháp quét thế vòng (CV – Cyclic Voltammetry) ............. 42
2.4.2.2. Phương pháp quét thế tuyến tính (LSV) ....................................... 44
2.4.2.3. Phương pháp đo đường cong phân cực U-I................................. 44
Chương 3. NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP XÚC TÁC KIM LOẠI Pt/C BẰNG
PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA HÓA HỌC ....................................................... 46
3.1. Nghiên cứu tổng hợp xúc tác kim loại Pt/C bằng phương pháp kết tủa
hóa học sử dụng ethylene glycol ..................................................................... 46
3.1.1. Qui trình tổng hợp xúc tác Pt/C ............................................................. 46
3.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ ........................................................................ 47
3.1.3. Đánh giá tính chất của vật liệu xúc tác Pt/C bằng phương pháp
CV ............................................................................................................... 51
3.1.3.1. Đánh giá hoạt tính của vật liệu xúc tác Pt/C ............................... 51
3.1.3.2. Đánh giá độ bền của vật liệu xúc tác Pt/C .................................. 53
3.1.4. Ảnh hưởng của hàm lượng nước đến kích thước hạt xúc tác ............... 55
iv
3.1.5. Ảnh hưởng của hàm lượng nước trong dung môi hỗn hợp đến
tính chất điện hóa của mẫu xúc tác ............................................................ 60
3.2. Nghiên cứu tổng hợp xúc tác Pt/C bằng kết tủa hóa học sử dụng chất
khử NaBH4 kết hợp ethylene glycol ............................................................... 62
3.2.1. Qui trình tổng hợp xúc tác ..................................................................... 63
3.2.2. Ảnh hưởng của pH lên kích thước hạt xúc tác Pt/C .............................. 63
3.2.3 Ảnh hưởng của giá trị pH lên tính chất điện hóa cuả xúc tác Pt/C........ 66
3.2.4. Qui trình tổng hợp xúc tác Pt/C ............................................................. 69
Chương 4 – NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT
VẬT LIỆU XÚC TÁC HỢP KIM Pt-M/C (M=Ni, Co và Fe) ...................... 71
4.1. Qui trình tổng hợp vật liệu xúc tác Pt-M/C ............................................ 71
4.2. Đánh giá tính chất vật liệu xúc tác hợp kim Pt3M1/C............................. 71
4.2.1. Đánh giá tính chất mẫu xúc tác bằng XRD ........................................... 72
4.2.2. Đánh giá tính chất vật lý của các mẫu xúc tác Pt3M1/C ........................ 74
4.2.3. Đánh giá hoạt tính xúc tác của các mẫu Pt3M1/C.................................. 76
4.2.4. Đánh giá độ bền của các mẫu xúc tác Pt3M1/C ..................................... 77
4.2.5. Đánh giá hoạt tính cho ORR của các mẫu Pt3M1/C .............................. 78
4.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng kim loại Ni đến tính chất
của vật liệu xúc tác hợp kim PtNi/C ......................................................... 82
4.4. Ảnh hưởng của xử lý nhiệt đến tính chất của xúc tác hợp kim PtNi/C. 86
4.5. Qui trình tổng hợp vật liệu xúc tác PtNi/C. ............................................ 90
Chương 5. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT CỦA
BỘ PIN ĐƠN PEMFC .................................................................................... 93
5.1. Thiết kế và chế tạo các thành phần của bộ pin đơn ............................... 93
5.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vận hành đến tính chất của bộ pin
đơn PEMFC .................................................................................................... 95
5.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ vận hành đến tính chất của pin nhiên
liệu .............................................................................................................. 95
5.2.2. Ảnh hưởng của lưu lượng khí nhiên liệu .............................................. 99
5.3. Đánh giá tính chất điện cực màng MEA chế tạo với các vật liệu xúc tác
tổng hợp trong phòng thí nghiệm..................................................................101
KẾT LUẬN ....................................................................................................104
v
CÁC ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN .....................................................106
CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ .....................................107
Tài liệu tham khảo .........................................................................................108
vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý làm việc của FEMFC ................................................ 8
Hình 1.2. Ảnh TEM của mẫu xúc tác Pt/C điển hình dùng trong pin nhiên liệu 21
Hình 1.3. Mô hình mặt cắt ngang của lớp xúc tác minh họa cấu trúc xốp tạo bới
các hạt kim loại Pt được phủ chất dẫn ion và biểu diễn cơ chế vận chuyển của
các proton. ........................................................................................................ 22
Hình 1.4. Giản đồ dạng núi lửa của các vật liệu xúc tác cho phản ứng HOR [38]
......................................................................................................................... 23
Hình 1.5. Ảnh TEM mẫu xúc tác Pt/CNT [99] .................................................. 30
Hình 1.6. Ảnh TEM của vật liệu sợi cacbon CNF[104] ................................... 31
Hình 1.7. Ảnh TEM của vật liệu cacbon xốp cấu trúc nanô [105] .................... 31
Hình 1.8. Ảnh TEM của mẫu xúc tác Pt/graphene [108] .................................. 32
Hình 2.1. Quy trình chế tạo điện cực màng ...................................................... 40
Hình 2.2. Đồ thị CV điển hình của mẫu xúc tác Pt/C trong dung dịch H2SO4
0,5M ................................................................................................................. 43
Hình 2.3. Pin đơn đã lắp ghép MEA và các thành phần ................................... 44
Hình 2.4. Sơ đồ hệ đo thử nghiệm pin nhiên liệu PEM ..................................... 45
Hình 3.1. Qui trình tổng hợp vật liệu xúc tác Pt/C bằng phương pháp kết tủa hóa
học sử dụng EG ................................................................................................ 46
Hình 3.2. Ảnh TEM của mẫu xúc tác Pt/C tổng hợp tại 80 0C .......................... 47
Hình 3.3. Đồ thị CV của mẫu xúc tác Pt/C tổng hợp tại 80 0C .......................... 47
Hình 3.4. Kết quả phân tích EDX của mẫu xúc tác Pt/C bằng phương pháp kết
tủa hóa học sử dụng EG tại 140 0C ................................................................... 48
Hình 3.5. Ảnh TEM của vật liệu Cacbon Vulcan-XC72 với các độ phóng đại
40.000 và 80.000 lần ........................................................................................ 48
Hình 3.6. Ảnh TEM của mẫu xúc tác và đồ thị phân bố kích thước hạt của vật
liệu xúc tác Pt/C tổng hợp tại 140 0C ................................................................ 49
Hình 3.7. Ảnh TEM và đồ thị phân bố kích thước hạt Pt của mẫu đối chứng. ... 49
vii
Hình 3.8. Minh họa cơ chế của quá trình tạo thành các hạt xúc tác Pt bằng
phương pháp kết tủa hóa học ............................................................................ 50
Hình 3.9. Đồ thị CV của vật liệu cacbon Vulcan-XC72, vật liệu xúc tác đối
chứng và vật liệu xúc tác tổng hợp Pt/C 20%klg. với mật độ kim loại 0.4mg/cm2
trong dung dịch H2SO4 0,5M............................................................................. 52
Hình 3.10. Đồ thị đo 200 vòng CV để đánh giá độ bền của vật liệu xúc tác Pt/C
điều chế bằng phương pháp sử dụng EG........................................................... 53
Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi giá trị ESA của các mẫu xúc tác tổng
hợp bằng EG và mẫu đối chứng sau thử nghiệm độ bền 1000 chu kỳ ................ 54
Hình 3.12. Mô hình minh họa các quá trình ảnh hưởng tới độ bền của vật liệu
xúc tác Pt/C ...................................................................................................... 55
Hình 3.13. Ảnh TEM và đồ thị phân bố kích thước hạt của mẫu xúc tác Pt/C tổng
hợp với dung môi EG:W=9:1 ............................................................................ 58
Hình 3.14. Ảnh TEM và đồ thị phân bố kích thước hạt của mẫu xúc tác Pt/C tổng
hợp với dung môi EG:W=7:1 ............................................................................ 58
Hình 3.15. Ảnh TEM và đồ thị phân bố kích thước hạt của mẫu xúc tác Pt/C tổng
hợp với dung môi EG:W=5:1 ............................................................................ 58
Hình 3.16. Ảnh TEM và đồ thị phân bố kích thước hạt của mẫu xúc tác Pt/C tổng
hợp với dung môi EG:W=3:1 ............................................................................ 59
Hình 3.17. Đồ thị CV của mẫu xúc tác Pt/C tổng hợp với dung môi EG và dung
môi hỗn hợp có tỉ lệ theo thể tích thay đổi là 9:1 và 7:1 tại 140 0C ................... 60
Hình 3.18. Đồ thị CV của mẫu xúc tác Pt/C tổng hợp với dung môi EG và dung
môi hỗn hợp có tỉ lệ theo thể tích thay đổi là 5:1 và 3:1 tại 1400C .................... 60
Hình 3.19. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi giá trị ESA của các mẫu xúc tác tổng
hợp tại các tỉ lệ EG:W khác nhau sau thử nghiệm độ bền 1000 chu kỳ.............. 62
Hình 3.20. Qui trình tổng hợp xúc tác Pt/C bằng kết tủa hóa học sử dụng chất
khử NaBH4 kết hợp sử dụng EG ........................................................................ 63
Hình 3.21. Ảnh TEM và đồ thị phân bố kích thước hạt của mẫu xúc tác Pt/C tổng
hợp tại pH=12 .................................................................................................. 64
viii
Hình 3.22. Ảnh TEM và đồ thị phân bố kích thước hạt của mẫu xúc tác Pt/C tổng
hợp tại pH=10 .................................................................................................. 64
Hình 3.23. Ảnh TEM và đồ thị phân bố kích thước hạt của mẫu xúc tác Pt/C tổng
hợp tại pH=7 .................................................................................................... 65
Hình 3.24. Ảnh TEM và đồ thị phân bố kích thước hạt của mẫu xúc tác Pt/C tổng
hợp tại pH=4 .................................................................................................... 65
Hình 3.25. Ảnh TEM và đồ thị phân bố kích thước hạt của mẫu xúc tác Pt/C tổng
hợp tại pH=2 .................................................................................................... 65
Hình 3.26. Kết quả phân tích EDS của mẫu xúc tác Pt/C tổng hợp bằng phương
pháp kết tủa hóa học sử dụng chất khử NaBH4 tại các giá trị pH =4 ................ 66
Hình 3.27. Đồ thị CV của mẫu đối chứng và mẫu xúc tác Pt/C tổng hợp bằng
phương pháp kết tủa hóa học sử dụng chất khử NaBH4 tại các giá trị pH = 2, 4
và 7; tốc độ quét thế 50mV/s. ............................................................................ 67
Hình 3.28. Đồ thị CV của mẫu xúc tác Pt/C tổng hợp bằng phương pháp kết tủa
hóa học sử dụng chất khử NaBH4 tại các giá trị pH = 7, 10 và 12; tốc độ quét thế
50mV/s. ............................................................................................................. 67
Hình 3.29. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi giá trị ESA của các mẫu xúc tác tổng
hợp tại các giá trị pH khác nhau sau thử nghiệm độ bền 1000 chu kỳ .............. 68
Hình 3.30. Qui trình tổng hợp vật liệu xúc tác Pt/C 20 %klg ............................ 69
Hình 4.1. Qui trình tổng hợp vật liệu xúc tác hợp kim Pt3M1/C bằng phương
pháp kết tủa hóa học. ........................................................................................ 71
Hình 4.2. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu xúc tác (a) Pt/C, (b) Pt3Ni1/C, (c)
Pt3Co1/C và (d) Pt3Fe1/C .................................................................................. 72
Hình 4.3. Ảnh TEM và đồ thị phân bố kích thước hạt mẫu xúc tác Pt3Ni1/C ..... 75
Hình 4.4. Ảnh TEM và đồ thị phân bố kích thước hạt mẫu xúc tác Pt3Co1/C .... 75
Hình 4.5. Ảnh TEM và Đồ thị phân bố kích thước hạt mẫu xúc tác Pt3Fe1/C .... 75
Hình 4.6. Đồ thị CV của mẫu xúc tác Pt3Ni1/C, Pt3Co1/C và Pt3Fe1/C tổng hợp
bằng phương pháp kết tủa hóa học .................................................................. 76
Hình 4.7. Đồ thị thay đổi giá trị ESA của các mẫu xúc tác Pt3Ni1/C, Pt3Co1/C và
Pt3Fe1/C trong thử nghiệm độ bền quét thế 1000 chu kỳ ................................... 77
ix
Hình 4.8. Đồ thị LSV của mẫu xúc tác Pt3Ni1/C, Pt3Co1/C và Pt3Fe1/C tổng hợp
bằng phương pháp kết tủa hóa học ................................................................... 78
Hình 4.9. Minh họa cơ chế phản ứng khử ô xy xảy ra trên các hạt xúc tác kim
loại Pt và hợp kim của Pt .................................................................................. 80
Hình 4.10. Đồ thị CV của các mẫu xúc tác PtNi/C với các tỉ lệ nguyên tử
Pt:Ni=3:1; 2:1; 1:1; 1:2; 1:3 trong dung dịch H2SO4 0.5M .............................. 83
Hình 4.11. Đồ thị LSV của các mẫu xúc tác PtNi/C với các tỉ lệ nguyên tử thay
đổi khác nhau Pt:Ni= 2:1; 1:1; 1:2; 1:3 trong dung dịch H2SO4 0.5M; tốc độ
quét thế 1mV/s. ................................................................................................. 84
Hình 4.12. Giản đồ hoạt tính xúc tác phản ứng khử ôxy của các kim loại khác
nhau xác định theo năng lượng liên kết với ôxy................................................. 85
Hình 4.13. Đồ thị thay đổi giá trị ESA của các mẫu xúc tác PtNi/C với các tỉ lệ
nguyên tử thay đổi khác nhau Pt:Ni= 2:1; 1:1; 1:2; 1:3 trong thử nghiệm độ bền
quét thế 1000 chu kỳ ......................................................................................... 85
Hình 4.14. Đồ thị phần trăm thay đổi giá trị ESA của các mẫu xúc tác PtNi/C
với các tỉ lệ nguyên tử thay đổi khác nhau Pt:Ni=3:1; 2:1; 1:1; 1:2; 1:3 sau
1000 chu kỳ quét thế ......................................................................................... 86
Hình 4.15. Giản đồ XRD của các mẫu Pt/C, Pt1Ni1/C khi không có và có xử lý
nhiệt tại các nhiệt độ khác nhau. ....................................................................... 87
Hình 4.16. Ảnh TEM và đồ thị phân bố kích thước hạt mẫu xúc tác Pt1Ni1/C
không xử lý nhiệt............................................................................................... 88
Hình 4.17. Ảnh TEM và đồ thị phân bố kích thước hạt mẫu xúc tác Pt1Ni1/C xử
lý nhiệt tại 300oC .............................................................................................. 88
Hình 4.18 Ảnh TEM và đồ thị phân bố kích thước hạt mẫu xúc tác Pt1Ni1/C xử lý
nhiệt tại 500oC .................................................................................................. 88
Hình 4.19. Ảnh TEM và đồ thị phân bố kích thước hạt mẫu xúc tác Pt1Ni1/C xử
lý nhiệt tại 700oC .............................................................................................. 89
Hình 4.20. Đồ thị CV của các mẫu xúc tác Pt1Ni1/C khi không có và có xử lý
nhiệt tại các nhiệt độ khác nhau. ....................................................................... 89
Hình 4.21. Qui trình tổng hợp vật liệu xúc tác hợp kim PtNi/C ........................ 90
x
Hình 5.1. Thiết kế và cấu hình của bộ pin nhiên liệu đơn PEMFC .................. 93
Hình 5.2. Hình ảnh các thành phần cấu tạo của bộ pin đơn PEMFC với diện tích
làm việc khoảng 5cm2 ....................................................................................... 94
Hình 5.3. Đường cong phân cực lý tưởng của một pin nhiên liệu PEMFC ....... 96
Hình 5.4. Đồ thị đường cong phân cực U-I của các pin nhiên liệu làm việc tại
các nhiệt độ vận hành khác nhau ...................................................................... 98
Hình 5.5. Đồ thị đường cong U-I và P-I của MEA sử dụng vật liệu xúc tác chế
tạo tại phòng thí nghiệm. ................................................................................ 102
xi
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Phân loại các dạng pin nhiên liệu ...................................................... 7
Bảng 1.2. Các giá trị điện thế điện cực nhiệt động của phản ứng khử O2 điện hóa
......................................................................................................................... 15
Bảng 1.3. Các giá trị mật độ dòng điện trao đổi của ORR trên các loại vật liệu
điện cực khác nhau ........................................................................................... 16
Bảng 2.1. Danh mục hóa chất sử dụng trong tổng hợp vật liệu xúc tác ............. 38
Bảng 3.1. Các thông số vật lý của dung môi hỗn hợp EG:W với các hàm lượng
nước khác nhau tại 25oC ................................................................................... 56
Bảng 3.2. Kích thước hạt trung bình của các hạt xúc tác kim loại Pt được tổng
hợp trong các dung môi hỗn hợp có các tỷ lệ EG:W khác nhau ........................ 57
Bảng 3.3. Giá trị ESA của các mẫu xúc tác Pt/C tổng hợp trong hỗn hợp dung
môi có tỉ lệ EG: W khác nhau ........................................................................... 61
Bảng 3.4. Sự thay đổi giá trị ESA sau thử nghiệm độ bền 1000 chu kỳ của các
mẫu xúc tác Pt/C tổng hợpcác tỉ lệ EG: W khác nhau ....................................... 62
Bảng 3.5. Sự thay đổi kích thước hạt trung bình của các mẫu xúc tác Pt/C tổng
hợp tại các giá trị pH khác nhau ....................................................................... 66
Bảng 3.6. Giá trị ESA của các mẫu xúc tác Pt/C tổng hợp bằng phương pháp kết
tủa hóa học sử dụng chất khử NaBH4 tại các giá trị pH khác nhau ................... 68
Bảng 3.7. Sự thay đổi giá trị ESA của các mẫu xúc tác Pt/C tổng hợp tại các pH
khác nhau sau 1000 chu kỳ thử nghiệm độ bền ................................................. 69
Bảng 4.1. Cấu trúc mạng tinh thể và lớp vỏ điện tử của các nguyên tố kim loại
Pt, Ni, Co và Fe ................................................................................................ 74
Bảng 4.2. Sự thay đổi kích thước hạt trung bình của các mẫu xúc tác Pt/C tổng
hợp tại các giá trị pH khác nhau ....................................................................... 76
Bảng 4.3. Giá trị diện tích bề mặt điện hóa của các mẫu xúc tác Pt3M1/C ........ 76
Bảng 4.4. Thay đổi giá trị diện tích bề mặt điện hóa ESA của các mẫu xúc tác
hợp kim Pt3M1/C sau 1000 chu kỳ thử nghiệm độ bền ....................................... 77
xii
Luận án đầy đủ ở file: Luận án full
