Патенты автора Алексеенко Анастасия Анатольевна (RU)
Настоящее изобретение относится к способу получения биметаллического катализатора с неоднородным составом наночастиц, который может быть использован в низкотемпературных топливных элементах и электролизерах. На первом этапе синтеза формируют наночастицы-ядра из платины с размером от 1,1 до 2,5 нм с узким размерным распределением. Наночастицы-ядра платины являются центрами кристаллизации будущих Pt-M, где M = Ni, Co или Cu наночастиц, равномерно распределенных по поверхности носителя. Затем происходит восстановление ионов d-металла и платины на поверхности Pt-ядер за счет внесения в реакционную смесь прекурсора платины, прекурсоров d-металла - солей d-металла Cu, Co, Ni, с добавлением восстановителя. Технический результат данного изобретения заключается в создании простого и быстрого способа получения биметаллических катализаторов PtCu/C, PtCo/C и PtNi/C с неоднородным составом биметаллических НЧ, сформированных на основе зародышей (ядер) платины на поверхности углеродного или иного носителя, позволяющего значительно увеличить массовую (241-750 А/г) и удельную (5,2 – 17,0 А/м2) активность катализатора в РВК, а также повысить стабильность катализатора в ходе эксплуатации (˃80%) по сравнению с Pt/C катализаторами - аналогами HiSPEC3000 – 20 мас.% Pt и HiSPEC4000 – 40 мас.%. 2 табл., 18 пр., 6 ил.
Способ получения платиносодержащих катализаторов для топливных элементов и электролизеров // 2775979
Изобретение относится к технологии изготовления композитных материалов, содержащих наночастицы платины и ее сплавы, используемых в качестве анода и катода в электролизерах и топливных элементах с протоннообменной мембраной. Способ получения платиносодержащих катализаторов осуществляют путём формирования наночастиц платины в процессе химического восстановления соединений металла в жидкой реакционной среде при воздействии ультрафиолетовым облучением, при этом реакционная среда содержит углеродный носитель, в качестве которого используют углеродные дисперсные материалы с удельной поверхностью выше 50 м2/г, растворитель – этиленгликоль, восстановитель, прекурсор платины – водный раствор гексагидрата хлорплатиновой кислоты, а также водный раствор щелочного агента, а ультрафиолетовое облучение проводят в течение 30-180 мин перед началом химического восстановления или в процессе химического восстановления при температуре от 20 до 160°С. Полученные катализаторы Pt/C и PtRu/C характеризуются равномерным распределением наночастиц металлов (с узкой размерной дисперсией и контролируемым размером от 1 до 4 нм) по поверхности носителя, обусловленным воздействием на реакционную смесь облучения ультрафиолетового излучения. Это позволяет увеличить площадь электрохимически активной поверхности катализаторов до 40% по сравнению с Pt/C и PtRu/C, полученными без облучения ультрафиолетом. 3 ил., 2 табл., 18 пр.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ С НАНОРАЗМЕРНЫМИ ЧАСТИЦАМИ ПЛАТИНЫ И ЕЕ СПЛАВОВ С МЕТАЛЛАМИ // 2695999
Изобретение относится к способу получения катализаторов с наноразмерными частицами платины и ее сплавов с металлами для катода и анода низкотемпературных топливных элементов и электролизеров, включающему приготовление раствора платинохлороводородной кислоты или смеси платинохлороводородной кислоты с солями металлов в воде или в водно-органическом растворителе, его смешение с порошком дисперсных углеродных или неуглеродных носителей, их смесей и композиций с удельной поверхностью более 60 м2/г, диспергирование полученной смеси. При этом химическое восстановление соединений платины и соли металла с последующим осаждением наночастиц металлической платины или ее сплавов на дисперсный носитель проводят при пропускании одного из газов, например оксидов азота (N2O, NO, NO2) или оксидов углерода (СО, СO2), или оксида серы (SO2), или аммиака (NH3) или их смесей через раствор при температуре раствора от 5 до 98°С. Технический результата – получение катализатора с заданными параметрами с высокими значениями каталитической активности в реакции электровосстановления кислорода и заданными значениями структурных характеристик: наночастицами платины/сплава малого и среднего размера в сочетании с узким распределением по размерам, высокой равномерностью распределения наночастиц по поверхности носителя, высокой электрохимически активной площадью поверхности платины. 5 ил., 2 табл., 26 пр.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КАТАЛИЗАТОРОВ С ГРАДИЕНТНОЙ СТРУКТУРОЙ НА ОСНОВЕ ПЛАТИНЫ // 2677283
Изобретение относится к области электрохимической энергетики, а именно к способу изготовления катализатора для топливных элементов, и может быть использовано для получения биметаллических катализаторов, применяемых в химических источниках тока, в частности, в низкотемпературных топливных элементах. Способ получения биметаллических катализаторов с градиентной структурой на основе платины заключается в химическом восстановлении ионов d-металла на поверхности углеродного носителя и формировании ядра наночастиц, с последующим восстановлением ионов платины на поверхности ядер за счет внесения в реакционную смесь прекурсора платины и добавления восстановителя. Высокодисперсный углеродный носитель подвергают предварительной гомогенизации в ультразвуковом диспергаторе в водном растворе этиленгликоля до получения устойчивой суспензии с площадью поверхности частиц не менее 50 м2/г, с последующим четырехстадийным процессом восстановления d-металла из раствора солей с концентрацией 1-10 г/дм3 и ионов платины из гексахлорплатиновой кислоты, путем добавления на первой стадии 50%, на второй и третьей по 25% от общего объема раствора соли d-металла, и гексахлорплатиновой кислоты, в концентрации 11-30 г/дм3, путем добавления на второй и третьей стадии по 25%, а на четвертой 50% от общего объема раствора гексахлорплатиновой кислоты, при избытке восстановительного агента и значении рН среды 9-10 в условиях постоянного перемешивания и температуры 22-24°С с последующей фильтрацией и высушиванием. Технический результат - увеличение площади электрохимически активной поверхности катализатора и уменьшение размера частиц, сохраняя при этом на поверхности высокую долю атомов платины. 4 ил., 21 пр.
Изобретение относится к электролитическим способам нанесения покрытий на углеродный носитель из растворов металлов группы платины и может быть использовано для получения платиноуглеродных катализаторов, используемых в химических источниках тока, в частности в низкотемпературных топливных элементах. Способ получения катализатора с наноразмерными частицами платины заключается в электроосаждении платины на углеродный носитель в виде суспензии с добавкой гексахлорплатиновой кислоты концентрацией 10-250 г/дм3 в двухэлектродной ячейке с разделенным анодным и катодным пространством. Анод выполнен из инертного материала. Под действием постоянного электрического тока, отнесенного к единице площади поверхности катода и равного 4-10 А/см2, при перемешивании углеродной суспензии в католите с помощью магнитной мешалки происходит электроосаждение платины на углеродный носитель. Технические результаты: получение катализатора с закрепленными на углеродном носителе нанокристаллами платины размером менее 5 нм с совокупной электрохимически активной площадью поверхности наночастиц платины более 30 м2/г (Pt) при равномерном распределении наночастиц платины по поверхности углеродного носителя. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил., 8 пр.
