Published April 1, 2024
| Version v1
Publication
Enhanced Carbon Monoxide Tolerance of Platinum Nanoparticles Synthesized through the Flash Joule Heating Method
Creators
- 1. National Nuclear Energy Commission
Description
Was employ the Flash Joule Heating Method (FJHM) to synthesize carbon-supported Pt nanoparticles. In this method, an aqueous solution of the Pt precursorH2PtCl6·6H2O is introduced into a reactor containing Vulcan XC 72 carbon. Subsequently, the mixture undergoes 50 cycles of discharges at 100 coulombs per discharge. Comparative XRD analysis with a commercially prepared Pt/C BASF, utilizing a reduction deposition method, reveals an expansion in the interplanar spacing of the platinum crystal lattice in the FJHM-prepared Pt/C catalyst (FJHM-Pt/C). This expansion suggests the emergence of structural defects, a finding confirmed by TEM images displaying distinct step-like features on the FJHM-Pt/C surface. Cyclic voltammogram analysis demonstrates a noteworthy increase in the oxidation pre-peak at 0.5 V for FJHM-Pt/C compared to Pt/C BASF. When employing pure H2 as fuel, the single proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) utilizing Pt/C BASF as the anode catalyst exhibits a higher maximum power density (MPD) than its FJHM-Pt/C counterpart. Conversely, in the presence of CO, the PEMFC with FJHM-Pt/C as the catalyst demonstrates a superior MPD compared to the cell equipped with commercial Pt/C as the anode. These findings underscore enhanced CO tolerance, highlighting the potential advantages of the FJHM preparation method.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
كان يستخدم طريقة تسخين الجول الفلاش (FJHM) لتوليف الجسيمات النانوية Pt المدعومة بالكربون. في هذه الطريقة، يتم إدخال محلول مائي من سلائفPtH2PtCl6· 6H2O في مفاعل يحتوي على فولكان XC 72 الكربون. بعد ذلك، يخضع الخليط لـ 50 دورة من التفريغ بمعدل 100 كولوم لكل تفريغ. يكشف تحليل XRD المقارن مع Pt/C BASF المعد تجاريًا، باستخدام طريقة ترسيب الاختزال، عن توسع في التباعد بين المستويات لشبكة البلورات البلاتينية في محفز Pt/C المعد من FJHM (FJHM - Pt/C). يشير هذا التوسع إلى ظهور عيوب هيكلية، وهو اكتشاف أكدته صور TEM التي تعرض ميزات مميزة تشبه الخطوة على سطح FJHM - Pt/C. يوضح تحليل الفولتموجرام الدوري زيادة ملحوظة في الذروة المسبقة للأكسدة عند 0.5 فولت لـ FJHM - Pt/C مقارنة بـ Pt/C BASF. عند استخدام H2 النقي كوقود، فإن خلية وقود غشاء التبادل البروتوني الفردي (PEMFC) التي تستخدم Pt/C BASF كمحفز الأنود تُظهر كثافة طاقة قصوى أعلى (MPD) من نظيرتها FJHM - Pt/C. على العكس من ذلك، في وجود CO، فإن PEMFC مع FJHM - Pt/C كمحفز يدل على MPD متفوق مقارنة بالخلية المجهزة بـ Pt/C التجاري كأنود. تؤكد هذه النتائج على تعزيز تحمل أول أكسيد الكربون، وتسليط الضوء على المزايا المحتملة لطريقة إعداد FJHM.Translated Description (French)
Était employée la méthode de chauffage Flash Joule (FJHM) pour synthétiser des nanoparticules de Pt supportées par du carbone. Dans ce procédé, une solution aqueuse du précurseur de PtH2PtCl6·6H2O est introduite dans un réacteur contenant du carbone Vulcan XC 72. Par la suite, le mélange subit 50 cycles de décharges à 100 coulombs par décharge. L'analyse comparative par DRX avec un BASF Pt/C préparé commercialement, en utilisant une méthode de dépôt par réduction, révèle une expansion de l'espacement interplanaire du réseau cristallin de platine dans le catalyseur Pt/C préparé par FJHM (FJHM-Pt/C). Cette expansion suggère l'émergence de défauts structurels, une constatation confirmée par des images TEM présentant des caractéristiques distinctes en forme de marches sur la surface FJHM-Pt/C. L'analyse par voltammogramme cyclique démontre une augmentation notable du pré-crête d'oxydation à 0,5 V pour le FJHM-Pt/C par rapport au Pt/C BASF. Lors de l'utilisation de H2 pur comme combustible, la pile à combustible à membrane échangeuse de protons unique (PEMFC) utilisant Pt/C BASF comme catalyseur d'anode présente une densité de puissance maximale (MPD) plus élevée que son homologue FJHM-Pt/C. Inversement, en présence de CO, le PEMFC avec FJHM-Pt/C comme catalyseur démontre un MPD supérieur par rapport à la cellule équipée de Pt/C commercial comme anode. Ces résultats soulignent l'amélioration de la tolérance au CO, mettant en évidence les avantages potentiels de la méthode de préparation FJHM.Translated Description (Spanish)
Se empleó el método de calentamiento Flash Joule (FJHM) para sintetizar nanopartículas de Pt soportadas en carbono. En este método, se introduce una solución acuosa del precursor de Pt H2PtCl6 ·6H2O en un reactor que contiene carbono Vulcan XC 72. Posteriormente, la mezcla se somete a 50 ciclos de descargas a 100 culombios por descarga. El análisis comparativo de XRD con un BASF de Pt/C preparado comercialmente, utilizando un método de deposición por reducción, revela una expansión en el espaciado interplanar de la red cristalina de platino en el catalizador de Pt/C preparado por FJHM (FJHM-Pt/C). Esta expansión sugiere la aparición de defectos estructurales, un hallazgo confirmado por imágenes TEM que muestran distintas características escalonadas en la superficie FJHM-Pt/C. El análisis del voltamograma cíclico demuestra un aumento notable en el pico previo de oxidación a 0,5 V para FJHM-Pt/C en comparación con Pt/C BASF. Cuando se emplea H2 puro como combustible, la celda de combustible de membrana de intercambio de protones única (PEMFC) que utiliza Pt/C BASF como catalizador de ánodo exhibe una densidad de potencia máxima (MPD) más alta que su contraparte FJHM-Pt/C. Por el contrario, en presencia de CO, la PEMFC con FJHM-Pt/C como catalizador demuestra una MPD superior en comparación con la celda equipada con Pt/C comercial como ánodo. Estos hallazgos subrayan una mayor tolerancia al CO, destacando las ventajas potenciales del método de preparación de FJHM.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تعزيز تحمل أول أكسيد الكربون للجسيمات النانوية البلاتينية المركبة من خلال طريقة تسخين الجول الوميضي
- Translated title (French)
- Tolérance accrue au monoxyde de carbone des nanoparticules de platine synthétisées par la méthode de chauffage par effet Joule éclair
- Translated title (Spanish)
- Tolerancia mejorada al monóxido de carbono de las nanopartículas de platino sintetizadas a través del método de calentamiento Flash Joule
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4394743426
- DOI
- 10.1016/j.ijoes.2024.100585
References
- https://openalex.org/W1497212796
- https://openalex.org/W1533937509
- https://openalex.org/W1964184925
- https://openalex.org/W1972315275
- https://openalex.org/W1993373462
- https://openalex.org/W1993796306
- https://openalex.org/W1994992649
- https://openalex.org/W2002330838
- https://openalex.org/W2026888432
- https://openalex.org/W2040107061
- https://openalex.org/W2079534123
- https://openalex.org/W2086560460
- https://openalex.org/W2088981459
- https://openalex.org/W2091415382
- https://openalex.org/W2190938759
- https://openalex.org/W2315900420
- https://openalex.org/W2323873432
- https://openalex.org/W2464880762
- https://openalex.org/W2556161049
- https://openalex.org/W2903516590
- https://openalex.org/W2909616187
- https://openalex.org/W2921620746
- https://openalex.org/W2951520255
- https://openalex.org/W2954026478
- https://openalex.org/W3014988517
- https://openalex.org/W3032964348
- https://openalex.org/W3044125808
- https://openalex.org/W3047377897
- https://openalex.org/W3154980042
- https://openalex.org/W3200518734
- https://openalex.org/W3204242575
- https://openalex.org/W3205022172
- https://openalex.org/W3210516169
- https://openalex.org/W4225891310
- https://openalex.org/W4231956999
- https://openalex.org/W4319349111
- https://openalex.org/W4376605076
- https://openalex.org/W4393109325