IHTM PLAVI
Naučna ustanova

Institut za hemiju, tehnologiju i metalurgiju

172 054 Razvoj, karakterizacija i primena nanostruktuiranih katalizatora i interaktivnih nosača u gorivim spregovima i elektrolizi vode

Ministarstvo prosvete i nauke Republike Srbije

Vrsta projekta:

Osnovan istraživanja

Trajanje projekta

2011- 2014

Koordinator projekta:

Tehnološko-metalurški fakultet, Univerzitet u Beogradu

Realizatori projekta:

  • Tehnološko-metalurški fakultet, Univerzitet u Beogradu
  • Institut za multidisciplinarna istraživanja, Univerzitet u Beogradu
  • Institut tehničkih nauka, Srpska Akademija nauka i umetnosti
  • Institut za hemiju, tehnologiju i metalurgiju, Univerzitet u Beogradu
  • Institut za nuklearne nauke „Vinča“, Univerzitet u Beogradu

Rukovodilac projekta:

Nedeljko Krstajić, Tehnološko-metalurški fakultet, Univerzitet u Beogradu

Broj istraživača:

11

Tema i cilj projekta:

Tehnologija gorivnih ćelija predstavlja atraktivnu kombinaciju izvora električne energije sa visokim stepenom iskorišćenja i ekološki prihvatljive tehnologije. Idealno gorivo sa optimalnim radom gorivne ćelije je vodonik, mada se i mali organski molekuli mogu koristiti kao gorivo. U cilju dobijanja viskoke efikasnosti niskotemperaturnih gorivnih ćelija sa polimernom membranom (polymer electrolyte membrane fuel cells, PEMFCs) neophodna je primena platinskih katalizatora. Međutim, da bi došlo do komercijalizacije gorivnih ćelija neophodno je dalje smanjenje količine katalizatora i produženje veka trajanja gorivne ćelije. Proizvodnja vodonika kao goriva primenom obnovljivih i nuklearnih izvora energije je od krucijalnog značaja za navedenu komercijalizaciju. Ključna istraživanja projekta su: 1) razvoj i karakterizacija novih interaktivnih nosača sa povećanom stabilnošću za gorive ćelije, kao što su provodni oksidi TiO2 (Nb-TiO2 strukture nanodimenzija) i nestehiometrijski oksidi volframa i molibdena (WOx i MoOx) koje karakteriše elektronska provodnost i oksofilna priroda, koje su neophodne karakteristike za oksidaciju metanola i oksidaciju vodonika u prisustvu CO; 2) razvoj nanostruktuiranih katalizatora baziranih na platini i neplemenitim metalima za reakcije redukcije kiseonika, oksidacije vodonika i metanola u kiselim i alkalnim rastvorima; 3) razvoj i karakterizacija neplemenitih kompozitnih katalizatora za proizvodnju vodonika i kiseonika u membranskim alkalnim elektrolizerima.

Najznačajniji rezultati:

Planirani rezultati projekta su razvoj novih interaktivnih nosača katalizatora za niskotemperaturne gorivne ćelije sa sledećim očekivanim karakteristikama: 1. visoka specifična površina, da bi se postigla visoka disperzija čestica; 2. pogodna poroznost, da bi se omogućila ravnomerna raspodela reaktanta; 3) visoka električna provodnost na sobnoj temperaturi; 4) visoka koroziona stabilnost pri radnim uslovima gorivne ćelije; 5) povećanje aktivnosti katalizatora. Nosači sa navedenim karakteristikama omogućili bi smanjenje neophodne količine platine kao i produženje veka trajanja rada gorivnih ćelija sa polimernom membranom.

Publikacije:

  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.

Kontakt:

nedeljko@tmf.bg.ac.rs