Razvoj novih materijala za niskotemperaturne gorivne ćelije-izazovi i perspektive
Апстракт
Razvoj novih katalizatora za niskotemperaturne gorivne ćelije-izazovi i perspektive
Nevenka R. Elezovic1
1 Univerzitet u Beogradu, Institut za multidisciplinarna istraživanja, Kneza Višeslava 1, 11030 Beograd, Srbija
*adresa za korespondenciju: nelezovici@tmf.bg.ac.rs
Niskotemperaturne gorivne ćelije pripadaju grupi obnovljivih, ekološki prihvatljivih izvora energije. Primena zelenog vodonika kao čistog goriva, dobijenog elektrolizom vode, doprinosi zaštiti životne sredine, dostizanju održivog ekonomskog razvoja i cirkularne ekonomije, kao imperativa u procesu energetske tranzicije sa fosilnih goriva ka obnovljivim izvorima energije.
U ovom radu će biti dat pregled razvoja novih materijala za katalizatore u reakcijama redukcije kiseonika i oksidacije vodonika, koje se odbvijaju u niskotemeraturnim vodoničnim gorivnim ćelijama. Naime, današnji komercijalni katalizatori su na bazi platine dispergovane na ugljeničnim nosačima razvijene površine-komercijalno nazvanim Vulkan XC-72 ...i Ketjen Black. Nedostatak ovih katalizatora je nedovoljna stabilnost, posebno na anodnim potencijalima 1.4 V prema reverzibilnoj vodoničnoj elektrodi, velika cena platine i još uvek velika masa Pt potrebne za isplativu masovnu komercijalizaciju, posebno za redukciju kiseonika, usled velike prenapetiosti i spore kinetike [1,2]. Razvoj novih katalizatora i nosača na bazi metalnih oksida [3] - titanijuma, kalaja, wolframa, kao i drugih neorganskih keramičkih materijala – karbida, nitrida [4] obeležio je poslednjih par decenija u radovima svetskih i naših naučnika iz ove oblasti. Diskutovane su prednosti i nedostaci ovih novih katalizatora u odnosu na komercijalno zastupljene. Takođe je prikazana uporedna analiza aktivnosti i stabilnosti novih platinskih katalizatora na neugljeničnim nosačima u odnosu na komercijalne.
Zahvalnica
Ovaj rad je finansijski podržalo Ministarstvo nauke, tehnološkog razvoja i inovacija Republike Srbije, u okviru ugovora br. 451-03-47/2023-01/ 200053
Literatura
[1] 1 A. Morozan, B. Jousselme and S. Palacin, Low-platinum and platinum-free catalysts for the oxygen reduction reaction at fuel cell cathodes, Energy Environ.Sci., 4(2011) 1238.
[2] H. A.Gasteiger, J.E.Panels, S.G.Yanet, Dependence of PEM fuel cell performance on catalyst loading, J. Power Sources 127 (2004) [3] N. R. Elezovic, V. R. Radmilovic and N. V. Krstajic, Platinum nanocatalysts on metal oxide based supports for low temperature fuel cell applications, RSC Adv.,6 (2016) 6788.
[4] Q. Sun, X.H. Li, K.X Wang, T.N. Yea and J.S. Chen, Inorganic Non-carbon Supported Pt Catalysts and Synergetic Effects for Oxygen Reduction Reaction, Energy Environ.Sci., in press (2023).
Кључне речи:
gorivne ćelije / platinski katalizatori / oksidni nosači katalizatora / ugljenični nosači / redukcija kiseonikaИзвор:
Srpska akademija nauka i umetnosti, 2023, -13Издавач:
- Srpska akademija nauka i umetnosti
Финансирање / пројекти:
- Министарство науке, технолошког развоја и иновација Републике Србије, институционално финансирање - 200053 (Универзитет у Београду, Институт за мултидисциплинарна истраживања) (RS-MESTD-inst-2020-200053)
Институција/група
Institut za multidisciplinarna istraživanjaTY - GEN AU - Elezović, Nevenka R. PY - 2023 UR - http://rimsi.imsi.bg.ac.rs/handle/123456789/2335 AB - Razvoj novih katalizatora za niskotemperaturne gorivne ćelije-izazovi i perspektive Nevenka R. Elezovic1 1 Univerzitet u Beogradu, Institut za multidisciplinarna istraživanja, Kneza Višeslava 1, 11030 Beograd, Srbija *adresa za korespondenciju: nelezovici@tmf.bg.ac.rs Niskotemperaturne gorivne ćelije pripadaju grupi obnovljivih, ekološki prihvatljivih izvora energije. Primena zelenog vodonika kao čistog goriva, dobijenog elektrolizom vode, doprinosi zaštiti životne sredine, dostizanju održivog ekonomskog razvoja i cirkularne ekonomije, kao imperativa u procesu energetske tranzicije sa fosilnih goriva ka obnovljivim izvorima energije. U ovom radu će biti dat pregled razvoja novih materijala za katalizatore u reakcijama redukcije kiseonika i oksidacije vodonika, koje se odbvijaju u niskotemeraturnim vodoničnim gorivnim ćelijama. Naime, današnji komercijalni katalizatori su na bazi platine dispergovane na ugljeničnim nosačima razvijene površine-komercijalno nazvanim Vulkan XC-72 i Ketjen Black. Nedostatak ovih katalizatora je nedovoljna stabilnost, posebno na anodnim potencijalima 1.4 V prema reverzibilnoj vodoničnoj elektrodi, velika cena platine i još uvek velika masa Pt potrebne za isplativu masovnu komercijalizaciju, posebno za redukciju kiseonika, usled velike prenapetiosti i spore kinetike [1,2]. Razvoj novih katalizatora i nosača na bazi metalnih oksida [3] - titanijuma, kalaja, wolframa, kao i drugih neorganskih keramičkih materijala – karbida, nitrida [4] obeležio je poslednjih par decenija u radovima svetskih i naših naučnika iz ove oblasti. Diskutovane su prednosti i nedostaci ovih novih katalizatora u odnosu na komercijalno zastupljene. Takođe je prikazana uporedna analiza aktivnosti i stabilnosti novih platinskih katalizatora na neugljeničnim nosačima u odnosu na komercijalne. Zahvalnica Ovaj rad je finansijski podržalo Ministarstvo nauke, tehnološkog razvoja i inovacija Republike Srbije, u okviru ugovora br. 451-03-47/2023-01/ 200053 Literatura [1] 1 A. Morozan, B. Jousselme and S. Palacin, Low-platinum and platinum-free catalysts for the oxygen reduction reaction at fuel cell cathodes, Energy Environ.Sci., 4(2011) 1238. [2] H. A.Gasteiger, J.E.Panels, S.G.Yanet, Dependence of PEM fuel cell performance on catalyst loading, J. Power Sources 127 (2004) [3] N. R. Elezovic, V. R. Radmilovic and N. V. Krstajic, Platinum nanocatalysts on metal oxide based supports for low temperature fuel cell applications, RSC Adv.,6 (2016) 6788. [4] Q. Sun, X.H. Li, K.X Wang, T.N. Yea and J.S. Chen, Inorganic Non-carbon Supported Pt Catalysts and Synergetic Effects for Oxygen Reduction Reaction, Energy Environ.Sci., in press (2023). PB - Srpska akademija nauka i umetnosti T2 - Srpska akademija nauka i umetnosti T1 - Razvoj novih materijala za niskotemperaturne gorivne ćelije-izazovi i perspektive EP - 13 UR - https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_rimsi_2335 ER -
@misc{ author = "Elezović, Nevenka R.", year = "2023", abstract = "Razvoj novih katalizatora za niskotemperaturne gorivne ćelije-izazovi i perspektive Nevenka R. Elezovic1 1 Univerzitet u Beogradu, Institut za multidisciplinarna istraživanja, Kneza Višeslava 1, 11030 Beograd, Srbija *adresa za korespondenciju: nelezovici@tmf.bg.ac.rs Niskotemperaturne gorivne ćelije pripadaju grupi obnovljivih, ekološki prihvatljivih izvora energije. Primena zelenog vodonika kao čistog goriva, dobijenog elektrolizom vode, doprinosi zaštiti životne sredine, dostizanju održivog ekonomskog razvoja i cirkularne ekonomije, kao imperativa u procesu energetske tranzicije sa fosilnih goriva ka obnovljivim izvorima energije. U ovom radu će biti dat pregled razvoja novih materijala za katalizatore u reakcijama redukcije kiseonika i oksidacije vodonika, koje se odbvijaju u niskotemeraturnim vodoničnim gorivnim ćelijama. Naime, današnji komercijalni katalizatori su na bazi platine dispergovane na ugljeničnim nosačima razvijene površine-komercijalno nazvanim Vulkan XC-72 i Ketjen Black. Nedostatak ovih katalizatora je nedovoljna stabilnost, posebno na anodnim potencijalima 1.4 V prema reverzibilnoj vodoničnoj elektrodi, velika cena platine i još uvek velika masa Pt potrebne za isplativu masovnu komercijalizaciju, posebno za redukciju kiseonika, usled velike prenapetiosti i spore kinetike [1,2]. Razvoj novih katalizatora i nosača na bazi metalnih oksida [3] - titanijuma, kalaja, wolframa, kao i drugih neorganskih keramičkih materijala – karbida, nitrida [4] obeležio je poslednjih par decenija u radovima svetskih i naših naučnika iz ove oblasti. Diskutovane su prednosti i nedostaci ovih novih katalizatora u odnosu na komercijalno zastupljene. Takođe je prikazana uporedna analiza aktivnosti i stabilnosti novih platinskih katalizatora na neugljeničnim nosačima u odnosu na komercijalne. Zahvalnica Ovaj rad je finansijski podržalo Ministarstvo nauke, tehnološkog razvoja i inovacija Republike Srbije, u okviru ugovora br. 451-03-47/2023-01/ 200053 Literatura [1] 1 A. Morozan, B. Jousselme and S. Palacin, Low-platinum and platinum-free catalysts for the oxygen reduction reaction at fuel cell cathodes, Energy Environ.Sci., 4(2011) 1238. [2] H. A.Gasteiger, J.E.Panels, S.G.Yanet, Dependence of PEM fuel cell performance on catalyst loading, J. Power Sources 127 (2004) [3] N. R. Elezovic, V. R. Radmilovic and N. V. Krstajic, Platinum nanocatalysts on metal oxide based supports for low temperature fuel cell applications, RSC Adv.,6 (2016) 6788. [4] Q. Sun, X.H. Li, K.X Wang, T.N. Yea and J.S. Chen, Inorganic Non-carbon Supported Pt Catalysts and Synergetic Effects for Oxygen Reduction Reaction, Energy Environ.Sci., in press (2023).", publisher = "Srpska akademija nauka i umetnosti", journal = "Srpska akademija nauka i umetnosti", title = "Razvoj novih materijala za niskotemperaturne gorivne ćelije-izazovi i perspektive", pages = "13", url = "https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_rimsi_2335" }
Elezović, N. R.. (2023). Razvoj novih materijala za niskotemperaturne gorivne ćelije-izazovi i perspektive. in Srpska akademija nauka i umetnosti Srpska akademija nauka i umetnosti.. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_rimsi_2335
Elezović NR. Razvoj novih materijala za niskotemperaturne gorivne ćelije-izazovi i perspektive. in Srpska akademija nauka i umetnosti. 2023;:null-13. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_rimsi_2335 .
Elezović, Nevenka R., "Razvoj novih materijala za niskotemperaturne gorivne ćelije-izazovi i perspektive" in Srpska akademija nauka i umetnosti (2023), https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_rimsi_2335 .