IHTM PLAVI
Научна установа

Институт за хемију, технологију и металургију

grb BUУниверзитет у Београду

172054 Развој, карактеризација и примена наноструктуираних катализатора и интерактивних носача у горивним спреговима и електролизи воде

Министарство просвете и науке Републике Србије

Врста пројекта:

Основна истраживања

Трајање пројекта

2011- 2014

Координатор пројекта:

Технолошко-металуршки факултет, Универзитет у Београду

Реализатори пројекта:

  • Технолошко-металуршки факултет, Универзитет у Београду
  • Институт за мултидиосциплинарна истраживања, Универзитет у Београду
  • Институт техничких наука Српске Академије наука и уметности
  • Институт за хемију, технологију и металургију, Универзитет у Београду
  • Институт за нуклеарне науке „Винча“, Универзитет у Београду

Руководилац пројекта:

Недељко Крстајић, Технолошко-металуршки факултет, Универзитет у Београду

Број истраживача:

11

Тема и циљ пројекта:

Технологија горивних ћелија представља атрактивну комбинацију извора електричне енергије са високим степеном искоришћења и еколошки прихватљиве технологије. Идеално гориво са оптималним радом горивне ћелије је водоник, мада се и мали органски молекули могу користити као гориво. У циљу добијања високе ефикасности нискотемпературних горивних ћелија са полимерном мембраном (polymer electrolyte membrane fuel cells, PEMFCs) неопходна је примена платинских катализатора. Међутим, да би дошло до комерцијализације горивних ћелија неопходно је даље смањење количине катализатора и продужење века трајања горивне ћелије. Производња водоника као горива применом обновљивих и нуклеарних извоа енергије је од круцијалног значаја за наведену комерцијализацију. Кључна истраживања пројекта су: 1) развој и карактеризација нових интерактивних носача катализатора са повећаном стабилношћи за гориве ћелије, као што су проводни оксиди TiO2 (Nb-TiO2 структуре нанодимензија) и нестехиометријски оксиди волфрама и молибдена (WOx i MoOx), које карактерише електронска проводност и оксофилична природа, карактеристике које су неопходне за оксидацију метанола и оксидацију водоника у присуству CO; 2 ) развој нано-структуираних катализатора базираних на платини и неплеменитим металима за реакције редукције киеоника, осидације водоника и малих органских молекула у киселим и алкалним растворима; 3) rазвој и карактеризација неплеменитих композитних катализатора за производњу водоника и кисеоника у мембранским алкалним електролизерима.

Најзначајнији резултати:

Планирани резултати пројекта су развој нових интерактивних носача катализатора за нискотемпературне горивне ћелије са следећим очекиваним карактеристикама: 1) висока специфична површина, да би се постигла висока дисперзија честица; 2) погодна порозност, да би се омогућила равномерна расподела реактаната; 3) висока електрична проводност на собној температури; 4) висока корозиона стабилност при радним условима горивне ћелије; 5) повећање активности катализатора. Носачи са наведеним карактеристикама омогућили би смањење неопходне количине платине, као и продужење века трајања рада горивне ћелије са полимерном мембраном.

Публикације:

  1. N.R. Elezovic, B.M. Babic, P. Ercius, V.R. Radmilovic, Lj.M. Vracar, N.V., "Synthesis and characterization Pt nanocatalysts on tungsten based supports for oxygen reduction reaction", Appl. Catal. B-Environ., (2012) doi:10.1016/j.apcatb.2012.06.008.
  2. U.Č. Lačnjevac, B.M. Jović, V.D. Jović, N.V. Krstajić, "Determination of kinetic parameters for the hydrogen evolution reaction on the electrodeposited Ni–MoO2 composite coating in alkaline solution", J. Electroanal. Chem., 677–680 (2012) 31-40.
  3. M. D. Obradović, B. M. Babić, V. R. Radmilović, N. V. Krstajić, S. Lj. Gojković, "Core-shell structured tungsten-tungsten carbide as a Pt catalyst support and its activity for methanol electrooxidation", Int. J. Hydrogen Energ., 37 (2012) 10671-10679.
  4. N.R. Elezović, B.M. Babić, Lj. Gajić- Krstajić, P. Ercius, V.R. Radmilović, N.V. Krstajić, Lj.M. Vračar, "Pt supported on nano-tungsten carbide as a beneficial catalyst for the oxygen reduction reaction in alkaline solution", Electrochim. Acta, 69, (2012) 239-246.
  5. M. D. Obradović, S. Lj. Gojković, N. R. Elezović P. Ercius, V. R. Radmilović, Lj. D. Vračar, N. V. Krstajić, "The Kinetics of the Hydrogen Oxidation Reaction on WC/Pt catalyst with low content of Pt nano-particles", J. Electroanal. Chem., 671 (2012) 24-32.
  6. V.D. Jović, U. Lačnjevac, B.M. Jović, N.V. Krstajić, "Service life test of non-noble metal composite cathodes for hydrogen evolution in sodium hydroxide solution", Electrochim. Acta, 63 (2012) 124-130.
  7. M. D. Obradović, S. Lj. Gojković, "Electrochemical instability of Pt nanoparticles probed by formic acid oxidation ", J. Electroanal. Chem., 664 (2012) 152-155.
  8. M. D. Obradović, J. R. Rogan, B. M. Babić, A. V. Tripković, A. R. Gautam, V. R. Radmilović, S. Lj. Gojković, "Formic acid oxidation on Pt-Au nanoparticles: relation between the catalyst activity and the poisoning rate", J. Power Sources., 197 (2012) 72-79.
  9. G. D. Vuković, M. D. Obradović, A. D. Marinković, J. R. Rogan, P. S. Uskoković, V. R. Radmilović, S. Lj. Gojković, "Ethylenediamine-modified multiwall carbon nanotubes as a Pt catalyst support", Mater. Chem. Phys., 130 (2011) 657-664.
  10. N.R. Elezovic, B.M. Babic, V.R. Radmilovic, Lj.M. Vracar, N.V. Krstajic, "Nb–TiO2 supported platinum nanocatalyst for oxygen reduction reaction in alkaline solutions", Electrochim. Acta, 56 (2011) 9020-9026.
  11. N.V. Krstajić, U. Lačnjevac, B.M. Jović, S. Mora, V.D. Jović, "Non-noble metal composite cathodes for hydrogen evolution. Part II: The Ni–MoO2 coatings electrodeposited from nickel chloride–ammonium chloride bath containing MoO2 powder particles", Int. J. Hydrogen Energ., 36 (2011) 6450-6461.
  12. N.V. Krstajić, Lj. Gajić- Krstajić, U. Lačnjevac, B.M. Jović, S. Mora, V.D. Jović, "Non-noble metal composite cathodes for hydrogen evolution. Part I: The Ni–MoOx coatings electrodeposited from Watt’s type bath containing MoO3 powder particles", Int. J. Hydrogen Energ., 36 (2011) 6441-6449.

Контакт:

nedeljko@tmf.bg.ac.rs