Анотація:
ОБ'ЄКТ ДОСЛІДЖЕННЯ: каталізаторовміщуючі вуглецеві наноструктури.
Головною метою завершеного проекту було створення дослідних зразків паливного елемента з електродами нового покоління: що використовують в якості носія каталізатора вуглецеві наноматеріали, або зовсім не мають металевої складової, що будуть мати суттєво меншу вартість та відповідно, кращу конкурентну спроможність.
Відповідно до технічного завдання:
1. Відпрацьовано технології синтезу вуглецевих наноструктур з розвиненою поверхнею у різних технологічних умовах трьома методами (в різних середовищах, в присутності каталізаторів і легуючих добавок, та інше) для створення електродів ПЕ;
2. Отримано Me-C композити з розвиненою поверхнею, де метал каталізатор знаходиться на поверхні вуглецевих наноструктур у вигляді островкових плівок шаром завтовшки декілька атомних монослоїв. Це зменшує витрати каталізатору;
4. Запропоновано більш дешеві каталізатори з графену, легованого азотом в порівнянні з металами платинової групи;
5. Відпрацювано методи нанесення електродів на твердополімерні мембрани електрохімічним методом та вивчено їх робочі характеристики;
6. Розглянуто застосування отриманих матеріалів як електрокаталізаторів для відновлення кисню в паливному елементі;
7. Створено пілотний зразок твердополімерного ПЕ та досліджено його експлуатаційні характеристики;
8. Проведено порівняння робочих характеристик отриманих матеріалів із комерційними Pt/C електрокаталізаторами.
КЛЮЧОВІ СЛОВА: ПАЛИВНИЙ ЕЛЕМЕНТ, ВУГЛЕЦЕВІ НАНОСТРУКТУРИ, ЕЛЕКТРОДУГОВИЙ СИНТЕЗ В РІДИНІ, КАТАЛІЗАТОРОВМІЩУЮЧІ ВУГЛЕЦЕВІ НАНОСТРУКТУРИ.
Опис:
СКОРОЧЕНИЙ ЗМІСТ ВИСНОВКІВ РЕЦЕНЗЕНТІВ.
В роботі проведено дослідження особливостей механізму утворення вуглецевих наноструктурних матеріалів трьома методами: піролізом вуглеводнів; дуговим випаровуванням графіту в газовому середовищі та дуговим синтезом в рідкому середовищі. Показано, що в даний час найбільш продуктивним і поширеним способом виробництва каталізаторвміщуючих вуглецевих наноструктур є електродуговий процес, тому, що він досить простий для введення атомів в плазму з твердих речовин і газів; його продуктивність найвища серед інших способів; він дає широкий спектр отримуваних видів металвуглецевих нанокомпозитів. Відпрацьовано методи нанесення електродів на твердополімерні мембрани електрохімічним методом та вивчено їх робочі характеристики. Розглянуто застосування отриманих матеріалів як електрокаталізаторів для відновлення кисню в паливному елементі. Створено пілотний зразок твердополімерного паливного елементу та досліджено його експлуатаційні характеристики. Проведено порівняння робочих характеристик отриманих матеріалів із комерційними Pt/C електрокаталізаторами.
ПРОПОЗИЦІЇ ПРО ПОДАЛЬШЕ ВИКОРИСТАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ РОБОТИ.
Метод дугового синтезу в газовій фазі є єдиним рентабельним для синтезу сферичних молекул.
