Chế tạo và khảo sát tính chất điện hóa của xúc tác ptm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - - CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT ĐIỆN HĨA CỦA XÚC TÁC PtM/C (M = Ni, Cu, Co) SỬ DỤNG CHO PIN NHIÊN LIỆU MÀNG TRAO ĐỔI PROTON Ngành: Hóa Lý thuyết Hóa Lý Mã số ngành: 62440119 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HĨA HỌC TP Hồ Chí Minh – 2021 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học: HDC: PGS.TS Trần Văn Mẫn HDP: PGS.TS Lê Mỹ Loan Phụng Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Mạnh Tuấn Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Trường Sơn Phản biện 3: PGS.TS Nguyễn Đăng Nam Phản biện độc lập 1: PGS.TS Nguyễn Trường Sơn Phản biện độc lập 2: TS Lê Hà Chi Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Cơ sở đào tạo họp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHCM, vào hồi giờ, ngày tháng 11 năm 2021 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thư viện Tổng hợp Quốc gia TP HCM Thư viện trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM MỞ ĐẦU Khi xã hội ngày tiến nhu cầu sử dụng lượng người ngày tăng, đặc biệt với quốc gia phát triển Trong nguồn nhiên liệu hóa thạch dần cạn kiệt bộc lộ nhiều nhiều khuyết điểm tạo khí thải nhiễm mơi trường, tượng nhà kính,… gây hậu nghiêm trọng làm nhiệt độ trái đất nóng lên nguồn lượng tái tạo giải pháp sử dụng lượng hiệu đầu tư nghiên cứu Các nguồn lượng tái tạo gió, sóng, mặt trời ln có sẵn tái sử dụng nguồn ln bất ổn phụ thuộc lớn vào thiên nhiên đòi hỏi đầu tư nguồn vốn lớn Một giải pháp xem thân thiện với mơi trường có hiệu suất cao pin nhiên liệu [1, 2] Pin nhiên liệu phân loại gồm: pin nhiên liệu kiềm (AFC), pin nhiên liệu methanol trực tiếp (DMFC), pin nhiên liệu muối carbonat nóng chảy (MCFC), pin nhiên liệu acid phosphoric (PAFC), pin nhiên liệu oxide rắn (SOFC), pin nhiên liệu màng trao đổi proton (PEMFC) [3-5] Nhiệt độ làm việc PEMFC từ 40-80 oC, hiệu suất 50-65%, ứng dụng thiết kế nhỏ gọn, cho thời gian hoạt động lâu dài [6] Theo Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE), hydro nguồn nhiên liệu tiềm đóng vai trị quan trọng việc thay nguồn nhiên liệu hóa thạch [7] Vì vậy, trình nghiên cứu phát triển để cải thiện pin nhiên liệu nói chung pin nhiên liệu màng trao đổi proton nói riêng bước đưa loại pin vào thị trường dân dụng trở nên cần thiết ngày phát triển mạnh [8] Tuy nhiên, trở ngại lớn việc thương mại hóa PEMFC giá thành xúc tác Xúc tác thường sử dụng platin (Pt) với giá thành cao [9-11] chiếm khoảng 41% giá thành pin nhiên liệu [12] Mục tiêu DOE đề giảm giá thành pin nhiên liệu xuống 40 USD/kW vào năm 2020, tương ứng với 0,44 A/mg Pt, hàm lượng Pt 0,125 Trang i mg/cm2 [11, 12] Vì vậy, việc nghiên cứu pin nhiên liệu để giảm giá thành, tăng cường hoạt tính xúc tác, tăng hiệu suất hoạt động pin, nâng cao hiệu sử dụng nâng cao tuổi thọ pin nghiên cứu rộng rãi [13] Các hướng nghiên cứu xúc tác cho pin nhiên liệu gần bao gồm: 1-Chuyển xúc tác Pt xuống dạng nano Pt gắn giá mang carbon khác carbon đen (carbon back-CB) [14-17]; carbon ống nano (carbon nanotubes – CNTs) [18-20]; carbon sợi nano (carbon nanofibers-CNFs) [2123]; carbon sừng nano (carbon nanohorns) [24, 25]; graphene [26-28] 2- Chế tạo xúc tác hợp kim với Pt cách dùng kim loại khác kim loại quý (noble M) Ru [29, 30], Au [31-33], Pd [34]…; kim loại không quý (nonnoble M) Sc, Ti [35] , V, Cr [36], Mn [37], Fe [38], Co [39], Ni [40, 41], Cu [42, 43], Zn [44]….; sử dụng nhiều kim loại tạo hợp kim nhiều thành phần PtPd-Cu [45], Pd@AuCu [46], kim loại Au gắn PtCo [47], PtAu-Si [48], Pt: Rh:Sn =3:1:4 [49]; tạo hợp kim Pt oxide kim loại TiO2 [50, 51], WO3 [52], Fe2O3 [53, 54], SnO2 [54] Trong hướng nghiên cứu này, xúc tác hợp kim Pt với kim loại không quý (PtNi, PtCu, PtFe, PtCo) làm giảm giá thành xúc tác, hoạt động xúc tác tốt, độ bền cao so với nhóm xúc tác kim loại q nhóm khơng kim loại [13] 3Chế tạo xúc tác kim loại Pt kết hợp với phi kim (non-metals) Pt với kim loại-nitrogen gắn carbon (Pt/M-N-C), Pt gắn Fe/N-doped với giá mang carbon [56]; hay Ni-NCNFs-Pt (nitrogen-doped carbon/Ni nanofibers) [57]; xúc tác kim loại Pt với phi kim nitrogen [58], lưu huỳnh [59], boron [60] 4-Hướng nghiên cứu kiểm sốt hình dạng, cấu trúc xúc tác nano hợp kim Pt-M cấu trúc nano dạng khối đa diện (nanopolyhedra) [61-63], dạng nhánh (nanodendrites) [42, 43, 64], dạng cầu rỗng (hollow) [65-67], dạng lõi-vỏ (core-shell) [15, 38, 68] Hướng nghiên cứu cấu trúc, hình thái cần hỗ trợ thiết bị nghiên cứu đại, hoạt tính xúc tác PdPt dạng cầu rỗng cao gấp 6,2 lần [67], Au@Pt dạng lõi–vỏ gấp 3,9 lần [68] so với Pt/C thương mại độ ổn định lại không cao [13] Nhận thấy Trang ii rằng, hướng nghiên cứu hợp kim Pt với kim loại không quý cho giá thành rẻ hơn, dễ chế tạo, phù hợp với điều kiện sở vật chất Việt Nam, đặc biệt độ ổn định cao so với nhiều so với đa số xúc tác lại [13] hoạt động khử oxy (ORR) xúc tác PtNi phía cathod cao 2,5 lần so với xúc tác Pt thương mại [41] Chính lý trên, tác giả lựa chọn đưa xúc tác Pt kích thước nano kết hợp với kim loại không quý tạo hệ xúc tác nano hợp kim PtM (M = Ni, Cu, Co), phủ lên giá mang trơ dẫn điện loại carbon khác [69-71] Tổng hợp xúc tác nano kim loại có nhiều phương pháp khác bốc bay chân không, quang khắc chùm tia điện tử, phương pháp rượu đa chức (polyol) thường dùng ethylen glycol (EG) để khử [72-74], phương pháp nhiệt luyện (hydrothermal) [75-77], phương pháp vi sóng [78-80]…Nghiên cứu phương pháp tổng hợp, tác giả lựa chọn phương pháp khử hóa học, phương pháp dễ thực hiện, nhanh chóng đạt kích thước hạt nano nhỏ 10 nm [74], đồng thời nghiên cứu hỗ trợ siêu âm để thực trình tổng hợp nano hợp kim PtM/C Bên cạnh việc nghiên cứu xúc tác, việc lựa chọn nguyên liệu, thiết kế chế tạo phận khác pin nhiên liệu vỏ ngoài, điện cực góp, gioăng đệm khí, lưỡng cực để lắp ráp pin PEMFC bước đầu nghiên cứu đánh giá Như vậy, theo xu hướng phát triển giới, vào tiềm lực nghiên cứu, đào tạo tiến sĩ, sở vật chất trường Khoa học Tự nhiên TP HCM, hướng dẫn tập thể nhà khoa học giàu kinh nghiệm tác giả lựa chọn đề tài “Chế tạo khảo sát tính chất điện hóa xúc tác PtM/C (M = Ni, Cu, Co) sử dụng cho pin nhiên liệu màng trao đổi proton” để thực Mục tiêu luận án: Nghiên cứu phát triển xúc tác có hoạt tính cao, giá thành rẻ sở kim loại Pt cho pin PEMFC phương pháp đơn giản, dễ thực hiện, bên cạnh bước đầu nghiên cứu thiết kế pin PEMFC Trang iii sử dụng xúc tác tổng hợp Để thực mục tiêu trên, giai đoạn nghiên cứu, thực nghiệm bao gồm: - Nghiên cứu tổng hợp xúc tác nano kim loại PtxMy/C (M = Ni, Cu, Co) phương pháp khử hóa học giá mang carbon khác (carbon Vulcan CNT) với thành phần hợp kim khác (tỉ lệ Pt:M 1:0, 3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3), có khơng có hỗ trợ siêu âm Đánh giá hiệu suất tổng hợp phương pháp UV-vis; -Đánh giá hình thái, cấu trúc xúc tác nano hợp kim PtxMy/C tổng hợp phương pháp TEM, XRD, BET, ICP-MS; - Đánh giá diện tích hoạt hóa xúc tác phương pháp CV; - Đánh giá q trình oxy hóa nhiên liệu methanol, glycerol điện cực anod đánh giá trình khử oxy điện cực cathod; - Đánh giá suy giảm hoạt tính xúc tác phương pháp CA; - Nghiên cứu, so sánh lựa chọn xúc tác để tiến hành chế tạo tổ hợp màng điện cực MEA × cm2 vật liệu có sẵn Việt Nam; - Nghiên cứu, chế tạo phận pin nhiên liệu như: vỏ ngoài, điện cực góp, gioăng đệm khí, lưỡng cực;…tiến hành lắp ráp pin PEMFC; - Khảo sát sơ lược rò điện, mạch hở pin PEMFC với xúc tác tổng hợp Trang iv MỤC LỤC MỞ ĐẦU i MỤC LỤC v DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT vii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ PIN NHIÊN LIỆU 1.1.1 Khái niệm, triển vọng thách thức 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.1.3 Pin nhiên liệu màng trao đổi proton (PEMFC) 1.2 PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP XÚC TÁC NANO KIM LOẠI 1.2.1 Một số phương pháp tổng hợp xúc tác nano 1.2.2 Các hướng nghiên cứu chế tạo xúc tác cho pin nhiên liệu 1.3 PHẢN ỨNG ĐIỆN CỰC 1.3.1 Phản ứng oxy hóa anod 1.3.2 Phản ứng khử oxy cathod 1.4 NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ORR 1.5 NHỮNG KỸ THUẬT ĐO TRÊN PHẢN ỨNG ĐIỆN CỰC 1.6 KẾT LUẬN RÚT RA TỪ TỔNG QUAN TÀI LIỆU CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 2.1 HÓA CHẤT, THIẾT BỊ 2.2 TỔNG HỢP VẬT LIỆU ĐIỆN CỰC 2.2.1 Tổng hợp vật liệu điện cực 2.2.2 Quy trình chuẩn bị màng xúc tác PtxMy/C điện cực GC 2.2.3 Khảo sát hình thái học, tính chất vật liệu xúc tác PtxMy/C 2.2.4 Khảo sát diện tích hoạt hóa xúc tác PtxMy/C 10 2.2.5 Khảo sát hoạt tính xúc tác PtxNiy/C 10 2.3 THIẾT KẾ PIN PEMFC DÙNG ĐIỆN CỰC CHẾ TẠO 10 2.3.1 Chế tạo tổ hợp màng điện cực (MEA) 10 2.3.2 Thiết kế pin PEMFC 11 2.3.3 Kiểm tra rị điện, rị khí, mạch hở pin PEMFC thiết kế 11 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 11 3.1 HỆ XÚC TÁC NANO PtxNiy/C 11 3.1.1 Hình thái học, tính chất vật liệu xúc tác nano PtxNiy/C 11 3.1.2 Diện tích hoạt hóa xúc tác nano PtxNiy/C 13 Trang v 3.1.3 Q trình oxy hóa ancol xúc tác PtxNiy/C anod 13 3.1.4 ORR xúc tác nano PtxNiy/C cathod 16 3.2 HỆ XÚC TÁC NANO PtxNiy/CNT 18 3.3 HỆ XÚC TÁC NANO PtxCuy/C 18 3.4 HỆ XÚC TÁC NANO PtxCuy/CNT 19 3.5 HỆ XÚC TÁC NANO PtxCoy/C 19 3.6 SO SÁNH CÁC VẬT LIỆU ĐIỆN CỰC, LẮP PIN PEMFC, KIỂM TRA THẾ MẠCH HỞ, DỊNG CƠNG SUẤT 19 3.6.1 So sánh vật liệu xúc tác PtxMy/C (M = Ni, Cu, Co) 19 3.6.2 Thiết kế pin PEMFC 21 3.6.3 Khảo sát mạch hở, dòng xung công suất pin nhiên liệu với xúc tác PtM/C ( M = Ni, Cu, Co) chế tạo 23 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 23 4.1 KẾT LUẬN 23 4.2 KIẾN NGHỊ 25 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 25 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 Trang vi DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT Tiếng Anh Diễn giải Alkaline fuel cells Pin nhiên liệu kiềm Brunauner emmett teller Xác định diện tích bề mặt riêng Bulk noble metals catalysts Xúc tác khối kim loại quý Bipolar plates Tấm lưỡng cực Chronoamperometry Phương pháp dòng theo thời gian Acid citric Acid citric Carbon black Carbon đen Cellulose nanofiber Sợi cellulose nano Carbon nanotube Sợi carbon nano Cetyltrimethylammonium Xetyltrimetylamoni brom bromide CVs Cyclic voltammograms Qt vịng tuần hồn DBFC Direct borohydride fuel cell Pin nhiên liệu borohydride trực tiếp DI Deionization Nước khử ion DMFC Direct methanol fuel cells Pin nhiên liệu methanol trực tiếp DOE Department of energy Bộ Năng lượng Hoa Kỳ EBL Electron beam lithography Quang khác chùm điện tử ECA Active electrochemical area Diện tích hoạt hóa điện cực ECSA Electrochemically-active Diện tích bề mặt hoạt hóa điện surface area hóa EDAX Energy dispersive X-Ray Phân tích lượng phân tán tia analysis X EG Ethylene glycol Ethylen glycol Eop E onset potential (V) Thế bắt đầu khử EPSA The effective platinum surface Diện tích bề mặt hoạt hóa điện area hóa kim loại Pt điện cực cathod ESA Electrochemical surface areas Diện tích bề mặt điện hóa ESR Electron-spin-resonance Electron-spin cộng hưởng EXAFS Extended X-ray absorption Phổ hấp thu tia X mở rộng vùng fine structure cấu trúc FETEM Field emission transmission Kính hiển vi điện tử truyền phát electron microscopy xạ trường GDL Gas diffusion layer Lớp phân tán khí Kí hiệu AFC BET BNMT BPs CA CAd CB CNF CNT CTAB Trang vii GE General electrics Điện tổng GO ICP LSV MA MCFC Graphene oxide Inductively plasma emission spectroscopy Linear sweep voltammetry Mass activity Molten carbonate fuel cells MEA Membrane electrode assembly Graphen oxide Quang phổ nguồn plasma cảm ứng cao tần kết nối khối phổ Đường phân cực tuyến tính Hoạt tính khối lượng Pin nhiên liệu muối carbonate nóng chảy Tổ hợp màng điện cực MeOH (ME) MOR MWCN T NASA Methanol Methanol Methanol oxidation reaction Multi-walled carbon nanotube Phản ứng oxy hóa methanol Ống nano carbon đa thành The national aeronautics and space administration Cơ quan hàng không vũ trụ quốc gia NC NHE NNMt NSs OAM OCP Natural graphitic-nano-carbon Normal hydrogen electrode Nano noble metals catalysts Nano sheets Oleylamine Steady-state open circuit potential Organometallic complexes catalysts Oxygen reduction reaction Phosphoric acid fuel cells Probe corrected scanning transmission electron microscopy Polymer electrolyte membrane Proton exchange membrane fuel cells Platin group metal Nano than chì tự nhiên Điện cực hydro Xúc tác nano kim loại quý Nano Oleyamin Thế cân mạch hở OCT ORR PAFC pcSTE M PEM PEMFC PGM pt PVP Poly vinyl pyrrolidone Xúc tác phức kim Phản ứng khử oxy Pin nhiên liệu acid phosphoric Kính hiển vi điện tử truyền qua hiệu chỉnh Màng điện phân polymer Pin nhiên liệu màng trao đổi proton Nhóm kim loại Pt Phương trình Poly vinyl pyrrolidone Trang viii [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] Zhou L., Wang Y., Tang J., Li J., Wang S and Wang Y (2017), Facile synthesis of holey graphene-supported Pt catalysts for direct methanol electro-oxidation, Microporous Mesoporous Mater 247, pp 116–23 Yu X., Zhang Q., Ling Y., Yang Z., Cheng H.(2018), Promoted stability and electrocatalytic activity of PtRu electrocatalyst derived from coating by cerium oxide with high oxygen storage capacity, Appl Surf Sci 455, pp 815-20 Bai L (2018), Synthesis of PtRu/Ru heterostructure for efficient methanol electrooxidation: the role of extra Ru, Appl Surf Sci 433, pp 279-84 Ishida T., Haruta M (2007), Gold catalysts: towards sustainable chemistry, 2007, Angew Chem 46(38), pp 7154–6 Feng Y.Y., Song G.H., Zhang Q., Hu H.S., Feng M.Y., Wang J.Y., Kong D.S (2017), Catalytic performance of non alloyed bimetallic PtAu electrocatalysts for methanol oxidation reaction, Int J Hydrogen Energy 42(51), pp 30109–18 Deng X., Yin S., Wu X., Sun M., Xie Z., Huang Q (2018), Synthesis of PtAu/TiO2 nanowires with carbon skin as highly active and highly stable electrocatalyst for oxygen reduction reaction, Electrochim Acta 283, pp 98796 Esabattina S., Posa V.R., Zhanglian H., Godlaveeti S.K., Nagi Reddy R.R and Somala A.R (2018), Fabrication of bimetallic PtPd alloy nanospheres supported on rGO sheets for superior methanol electro-oxidation, Int J Hydrogen Energy 43(8), pp 4115-24 Kadkhodaei S., Van de Walle A (2018), First-principles calculations of thermal properties of the mechanically unstable phases of the PtTi and NiTi shape memory alloys, Acta Mater 147, pp 296-303 Kaewsai D., Hunsom M (2018), Comparative study of the ORR activity and stability of Pt and PtM (M = Ni, Co, Cr, Pd) supported on polyaniline/carbon nanotubes in a PEM fuel cell, Nanomaterials 8(5), 299 Jin X., Zeng C., Yan W., Zhao M., Bobba P., Shi H., Thapa P.S., Subramaniam B., Chaudhari R.V (2017), Lattice distortion induced electronic coupling results in exceptional enhancement in the activity of bimetallic PtMn nanocatalysts, Appl Catal A 534, pp 46-57 Jang J.H., Lee E., Park J., Kim G., Hong S., Kwon Y.U (2013), Rational syntheses of core-shell Fex@Pt nanoparticles for the study of electrocatalytic oxygen reduction reaction, Sci Rep 3, 2872 Orazi V., Bechthold P., Jasen P.V., Faccio R., Pronsato M.E., Gonzalez E.A (2017), DFT study of methanol adsorption on PtCo(111), Appl Surf Sci 420, pp 383-9 Gong W., Jiang Z., Wu R., Liu Y., Huang L., Hu N., Tsiakaras P., Shen P.K (2019), Cross-double dumbbell-like Pt–Ni nanostructures with enhanced Trang 30 [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] catalytic performance toward the reactions of oxygen reduction and methanol oxidation, Appl Catal 246, pp 277-83 Henning S., Ishikawa H., Kuehn L., Herranz J., Mueller E., A Eychmueller A., Schmidt T.J (2017), Unsupported Pt-Ni aerogels with enhanced high current performance and durability in fuel cell cathodes, Angew Chem Int Ed 56(36), pp 10707–10 Lu L., Chen S., Thota S., Wang X., Wang Y., Zou S., Fan J., Zhao J (2017), Composition controllable synthesis of PtCu nanodendrites with efficient electrocatalytic activity for methanol oxidation induced by high index surface and electronic interaction, J Phys Chem C 121(36), pp 19796-806 Chaudhari N.K., Hong Y., Kim B., Choi S.I., Lee K (2019), Pt-Cu based nanocrystals as promising catalysts for various electrocatalytic reactions, J Mater Chem A 7(29), pp 17183-203 Xu M., Zhao Y., Chen H., Ni W., Liu M., Huo S., Wu L., Zang X., Yang Z., Yan Y.M (2019), Role of ultrathin carbon shell in enhancing the performance of PtZn intermetallic nanoparticles as an anode electrocatalyst for direct formic acid Fuel Cells, Chem Electro Chem 6(8), pp 2316-23 Yin A.X., Min X.Q., Zhu W., Liu W.C., Zhang Y.W., Yan C.H (2012), Pt-Cu and Pt-Pd-Cu concave nanocubes with high-index facets and superior electrocatalytic activity, Chemistry 18(3), pp 777-82 Xie S., Jin M., Tao J., Wang Y., Xie Z., Zhu Y., Xia Y (2012), Synthesis and characterization of Pd@M(x)Cu(1-x) (M=Au, Pd, and Pt) nanocages with porous walls and a yolk-shell structure through galvanic replacement reactions, Chemistry 18(47), pp 14974-80 Choi J., Cho J., Roh C.W., Kim B.S., Choi M.S., Jeong H., C Ham C., Lee H (2019), Au-doped PtCo/C catalyst preventing Co leaching for proton exchange membrane fuel cells, Appl Catal B 247, pp 142-9 Jiang B., Tang Z., Liao F., Lin H., Lu S., Li Y., Shao M (2017), Powerful synergy: efficient Pt–Au–Si nanocomposites as state-of-the-art catalysts for electrochemical hydrogen evolution, J Mater Chem A 5(41), pp 21903-8 Li M., Kowal A., Sasaki K., Marinkovic N., Su D., Korach E., Liu P., Adzic R.R (2010), Ethanol oxidation on the ternary Pt–Rh–SnO2/C electrocatalysts with varied Pt:Rh:Sn ratios, Electrochim Acta 55(14), pp 4331-8 Anwar M.T., Yan X., Shen S., Husnain N., Zhu F., Luo L., Zhang J (2017), Enhanced durability of Pt electrocatalyst with tantalum doped titania as catalyst support, Int J Hydrogen Energy 42(52), pp 30750-9 Wu X., Zhuang W., Lu L., Li L., Zhu J., Mu L., Li W., Zhu Y., Lu X (2017), Excellent performance of Pt-C/TiO2 for methanol oxidation: Contribution of mesopores and partially coated carbon, Appl Surf Sci 426, pp 890-6 Trang 31 [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] Jin Y.X., Han D.M., Jia W.P., Li F., Chen X.Y., Huang G.B., Zhang D (2017), WO3 modified graphene supported Pt electrocatalysts with enhanced performance for oxygen reduction reaction, Int J Electrochem Sci 12(7), pp 6535-44 Wang L., Geng J., Wang W., Yuan C., Kuai L., Geng B (2015), Facile synthesis of Fe/Ni bimetallic oxide solid-solution nanoparticles with superior electrocatalytic activity for oxygen evolution reaction, Nano Res 8(12), pp 3815-22 Yang W.H., Zhang Q.H., Wang H.H., Zhou Z.Y., Sun S.G (2017), Preparation and utilization of a sub-5 nm PbO2 colloid as an excellent co-catalyst for Ptbased catalyststoward ethanol electro-oxidation, New J Chem 41(20), pp 12123-30 Dou M., Hou M., Wang F (2015), Sb-doped SnO2 supported platinum catalyst with high stability for proton exchange membrane fuel cells, Abstr Pap Am Chem Soc 249, 225 Park J.Y., Kwak D.H., Ma K.B., Han S.B., Chai G.S., Kim S.K., Peck D.H., Kim C.S., Kucernak A., Park K.W (2018), Enhanced oxygen reduction reaction of Pt deposited Fe/N-doped bimodal porous carbon nanostructure catalysts, J Catal 359, pp 46-54 Li M., Zhu Y., Song N., Wang C., Lu X (2017), Fabrication of Pt nanoparticles on nitrogen-doped carbon/Ni nanofibers forimproved hydrogen evolution activity, J Colloid Interface Sci 514, pp 199-207 Wang H.F., Tang C., Zhang Q (2018), Template growth of nitrogen-doped mesoporous graphene on metal oxides and its use as a metal-free bifunctional electrocatalyst for oxygen reduction and evolution reactions, Catal Today 301, pp 25-31 Wang C.X., Yang F., Xu C., Cao Y., Zhong H.L., Li Y.F (2018), Sulfur-doped porous graphene frameworks as an efficient metal-free electrocatalyst for oxygen reduction reaction, Mater Lett 214, pp 209-12 Chen W., Xu L., Tian Y., Li H., and Wang K (2018), Boron and nitrogen codoped graphene aerogels: facile preparation tunable doping contents and bifunctional oxygen electrocatalysis, Carbon 137, pp 458-66 Beermann V., Gocyla M., Kuhl S., Padgett E., Schmies H., Goerlin M., Erini N., Shviro M., Heggen M., Dunin Borkowski R.E., Muller D.A., Strasser P (2017), Tuning the electrocatalytic oxygen reduction reaction activity and stability of shape-controlled Pt-Ni nanoparticles by thermal annealingelucidating the surface atomic structural and compositional changes, J Am Chem Soc 139(46), pp 16536-47 Li C., Liu T., He T., Ni B., Yuan Q., and Wang X (2018), Composition-driven shape evolution to Cu-rich PtCu octahedral alloy nanocrystals as superior Trang 32 [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] bifunctional catalysts for methanol oxidation and oxygen reduction reaction, Nanoscale 10(10), pp 4670-4 Huang X.Q., Zhao Z.P., Cao L., Chen Y., Zhu E.B., Lin Z.Y., Li M.F., Yan A.M., Zettl A., Wang Y.M., Duan X.F., Mueller T and Huang Y (2015), Highperformance transition metal-doped Pt3Ni octahedra for oxygen reduction reaction, Science 348(6240), pp 1230-4 Chang R., Zheng L., Wang C., Yang D., Zhang G., Sun S (2017), Synthesis of hierarchical platinum-palladium-copper nanodendrites for efficient methanol oxidation, Appl catal B 211, pp 205-11 You H., Zhang F., Liu Z., Fang J (2014), Free-standing Pt–Au hollow nanourchins with enhanced activity and stability for catalytic methanol oxidation, ACS Catalyst 4(9), pp 2829-35 Hu Y., Wu P., Zhang H., Cai C (2012), Synthesis of graphene-supported hollow Pt–Ni nanocatalysts for highly active electrocatalysis toward the methanol oxidation reaction, Electrochim Acta 85, pp 314-21 Fang C., Zhao J., Jiang R., Wang J., Zhao G., Geng B (2018), Engineering of hollow PdPt nanocrystals via reduction kinetic control for their superior electrocatalytic performances, ACS Appl Mater Interfaces 10(35), pp 29543– 51 Tan C., Sun Y., Zheng J., Wang D., Li Z., Zeng H., Guo J., Jing L., Jiang L (2017), A self-supporting bimetallic Au@Pt core-shell nanoparticle electrocatalyst for the synergistic enhancement of methanol oxidation, Sci Rep 7(1), 6347 Tesche B., Schulenburg H., Spliethoff B., Reetz M.T (2005), Pt/C Catalysts for the oxygen reduction reaction: correlation of carbon support morphology and catalytic activity, Microsc Microanal 11(S02), pp 1522-3 Coloma F., Sepúlveda-Escribano A., Fierro J.L.G., Rodríguez-Reinoso F (1997), Gas phase hydrogenation of crotonaldehyde over Pt/Activated carbon catalysts Influence of the oxygen surface groups on the support, Appl Catal A 150, pp 165-83 Khalakhan I., Bogar M., Vorokhta V., (2020), Evolution of the PtNi Bimetallic alloy fuel cell catalyst under Simulated operational conditions, ACS Appl Mater Interfaces 12(15), pp 17602-10 Liu C., Wu.X.W., Klemmer T., Shukla N., Yang X.M., Weller D., Roy A.G., Tanase M., Laughlin D (2004), Polyol process synthesis of monodispersed FePt nanoparticles, J Phys Chem B 108, pp 6121‐3 Yan S.Y., Sun G.Q., Tian J., Jiang L H., Qi J., Xin Q., (2006), Polyol synthesis of highly active PtRu/C catalyst with high metal loading, Electrochim Acta 52, pp 1692‐6 Trang 33 [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] Grolleau C., Coutanceau C., Pierre F., Leger J.M (2010), Optimization of a surfactant free polyol method for the synthesis of Platinum‐Cobalt electrocatalysts using taguchi design of experiments, J Power Sources 195, pp 1569‐76 Ji W.H., Qi W.H., Tang S.S., Peng H.C., Li S.Q (2015), Hydrothermal synthesis of ultrasmall Pt nanoparticles as highly active electrocatalysts for methanol oxidation, Nanomaterials 5, pp 2203‐11 Krehula S., Music S (2011), Hydrothermal synthesis of Platinum group metal nanoparticles, Croat Chem Acta 84, pp 465‐8 Gu J., Lan G., Jiang Y., Xu Y., Zhu W., Jin C., Zhang Y (2015), Shaped Pt‐Ni nanocrystals with an ultrathin Pt‐enriched shell derived from one‐pot hydrothermal synthesis as active electrocatalysts for oxygen reduction, Nano Res 8, pp 1480‐96 Priecel P., Lopez‐Sanchez J.A (2019), Advantages and limitations of microwave reactors: From chemical synthesis to the catalytic valorization of biobased chemicals, ACS Sustainable Chem Eng 7, pp 3‐21 Liang J., Li C., Li W., Qi J., Liang C (2018), Microwave‐assisted polyol preparation of reduced graphene oxide nanoribbons supported platinum as a highly active electrocatalyst for oxygen reduction reaction, J Appl Electrochem 48, pp 1069‐80 Horikoshi S., Serpone N (2014), Role of microwaves in heterogeneous catalytic systems., Catal Sci Technol 4, pp 1197‐210 PLC, Johnson Matthey (2012), The fuel cell industry review 2012, The Fuel Cell Today, pp Nguyễn Mạnh Tuấn (2011), Nghiên cứu chế tạo pin nhiên liệu- Triển vọng xu hướng nhiên liệu xanh, Viện vật lý TP HCM Andujar J.M, Segura F (2009), Fuel cells: History and updating A walk along two centuries, Renewable and Sustainable Energy Rev 13, pp 2309-22 Bossell U (2004), The birth of the fuel Cell 1835–1845, Power for the 21st century, pp 1-7 Grimes P.G (2000), Historical pathways for fuel cells, IEEE Aerospace and electronic systems magazine 15(12), pp 1-10 Chaurasia P.B.L., Ando Y., Tanaka T (2003), Regenerative fuel cell with chemical reactions, Energy Convers Manage 44(4), pp 611-28 Boudghene Stambouli A., Traversa E (2002), Solid oxide fuel cells (SOFCs): a review of an environmentally clean and efficient source of energy, Renewable and Sustainable Energy Rev 2002 6(5), pp 433-55 Stone C., Morrison A.E (2002), From curiosity to power to change the world, Solid State Ionics 152–153, pp 1-13 Trang 34 [89] Yousfi-Steiner N., Mocoteguy P.H., Candusso D., Hissel D (2009), A review on polymer electrolyte membrane fuel cell catalyst degradation and stavation issues: Causes, consequences and diagnostic for miyigation, J Power Sources 194, pp 130-45 [90] Fuel cell innovation (2021), Technology: Type of fuel cell, http://www.antig.com/technology/technology_fuel_cell_types.htm, 2/10/2021 [91] Wang Y., Fernanda D., Diaz R., Chen K.S., Wang Z., Cordobes Adroher X (2020), Materials, technological status, and fundamentals of PEM fuel cells – A review, Mater Today 32, pp 178-203 [92] Hydrogen Fuel New (2021), Hydrogen news report-green H2, https://www.hydrogenfuelnews.com/massive-steps-forward-in hydrogen-fuelcell-technology/85161/, 2/10/2021 [93] Bulletin F.C (2008), Boeing fuel cell plane in manned aviation first 2008 4, pp [94] Hayase M., Kawase T., Hatsuzawa T., Miniature M (2004), 250µm thick fuel cell with monolithically fabricated silicon electrodes, Electrochem Solid-State Lett 7(8), pp A231–4 [95] Lee S.J., Chen Y.P., Huang C.H (2005), Electroforming of metallic bipolar plates with micro-featured flow field, J Power Sources 145(2), pp 369-75 [96] Rown H (2004), Development of a planar micro fuel cell with thin film and micro patterning technologies, J Power Sources 131(1–2), pp 73-8 [97] Oil & Gas Journal (2021), EIA: World energy consumption to increase 28% by 2040, https://www.ogj.com/general-interest/article/17288978/eia-worldenergy-consumption-to-increase-28-by-2040, 2/10/2021 [98] Plug-Power (2021), Image of GenSys system, http://www.plugpower.com/products/remoteprimegensys/remoteprimegensy.as px, 2/10/2021 [99] Wang C (2005), Development and performance of kW proton exchange membrane fuel cell stationary power system, Int J Hydrogen Energy 30(9), pp 1031–4 [100] Sukhvinder P.S., Badwal S, Giddey S., Christopher M., Anand I.B., Anthony F.H (2014), Emerging electrochemical energy conversion and storage technologies, Front Chem 2, [101] Báo đầu tư, Lượng khí thải CO2 lĩnh vực lượng cao kỷ lục, https://baodautu.vn/infographic-luong-khi-thai-co2-trong-linh-vuc-nangluong-cao-ky-luc-d97607.html, 2/10/2021 [102] Trần Mạnh Trí (2007), Cuộc cách mạng lượng kỷ 21: chuyển từ kinh tế hóa thạch sang kinh tế hydro, Tạp chí khoa học và công nghệ tập 45(6) (ĐB), tr 119-41 Trang 35 [103] Zhong C.J., Luo J., Mott D., Peter N.N., Wanjala B., Loukrakpam R., Lim S., Wang L., Fang B., Xu Z (2008), Fuel cell technology: nano-engineered multimetallic catalysts, Energy Environ Sci., 1, pp 454-66 [104] Wakabayashi N (2005), Temperature-dependence of oxygen reduction activity at a platinum electrode in an acidic electrolyte solution investigated with a channel flow double electrode, J Electroanal Chem 574(2), pp 339-46 [105] Garcia-Salaberri P.A (2012), On the role of inhomogeneous assembly compression effects on transport phenomena in the anode of liquid-feed DMFCs, Mater Thesis, Universidad Carlos Iii De Madrid, Leganés, Madrid [106] Sheng W (2010), Electrocatalytic activities of supported Pt nanoparticles for low-temperature fuel cell applications, Doctoral Thesis in Department of Chemistry Massachusetts Institute of Technology [107] Rayment C., Sherwin S (2003), Introduction to fuel cell technology, Department of Aerospace and Mechanical Engineering University of Notre Dame [108] Hoogers G (2003), Fuel cell technology handbook, CRC Press [109] Van der Vliet D.F (2012), Mesostructured thin films as electrocatalysts with tunable composition and surface morphology, Nat Mater 11(12), pp 1051-8 [110] Nguyễn Lê Hoài Phương, Nguyễn Mạnh Tuấn (2017), Chế tạo hạt nano Pt/C, Pt-Ru/C ảnh hưởng trình ép nhiệt hiệu suất pin nhiên liệu dùng methanol trực tiếp, Tạp chí Nghiên cứu khoa học Phát triển kinh tế trường Đại học Tây Đô, số 1, tr 122-131 [111] Nguyễn Mạnh Tuấn (2014), Nghiên cứu nâng cao hiệu suất pin nhiên liệu dùng methanol trực tiếp (DMFC) việc giảm thấm methanol qua màng điện giải Nafion sử dụng phương pháp phủ màng TiO2 nhiệt độ thấp, Viện Vật lý TP HCM -Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam [112] Huong N.T.G., Anh P.T.V., Phuong N.T.X., Binh L.T.X., Man T.V., Thoa N.T.P (2013), Nano-Pt/C electrocatalysts: synthesis and activity for alcohol oxidation, J Nanosci Nanotechnol 4, 035008 [113] Phu N.L.N., An H.T., Man T.V., Thoa N.T.P., Thang L.V (2015), Performance characteristics for oxygen reduction reaction of nanostructured Pt 100-xCox supported on Vulcan carbon and carbon nanotubes catalysts, Int J Nanotechnol 12 (5/6/7), pp 434-46 [114] At N.V., Tai H.T., Hau P.Q., Thuy P.T.V., Son N.T., Van H.T.T (2019), Novel nanorod Ti0.7Ir0.3O2 prepared by facile hydrothermal process: A promising noncarbon support for Pt in PEMFCs, Int J Hydrogen Energy 44(4), pp 2361-71 [115] Tai H.T., Hau P.Q., At N.V., Anh M.N.T., Son N.T., Long B.G., Viet N.V.D., Van H.T.T (2019), High conductivity and surface area of Ti 0.7W0.3O2 Trang 36 [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] mesoporous nanostructures support for Pt toward enhanced methanol oxidation in DMFCs, Int J Hydrogen Energy 44(37), pp 20933-43 Thien H.T., Hau P.Q., At N.V., Long B.G., Van H.T.T (2019), Advanced nanoelectrocatalyst of Pt nanoparticles supported on robust Ti 0.7Ir0.3O2 as a promising catalyst for fuel cells, Ind Eng Chem Res 58 (2), pp 675-84 Tai H.T., Hau P.Q., At N.V., Vi P.T.T., Anh M.N.T, Trinh N.D., Viet N.V.D., Van H.T.T., High conductivity of novel Ti0.9Ir0.1O2 support for Pt as a promising catalyst for low-temperature fuel cell applications, Int J Hydrogen Energy 44(37), pp 20944-52 Hydrogen and fuel cell technologies office (2014), Hydrogen fuel cell engines and related technologies, College of Desert, https://www.energy.gov/eere/fuelcells/downloads/hydrogen-fuel-cell-enginesand-related-technologies-course-manual, 2/10/2021 Peighambardoust S.J., Rowshanzamir S., Amjadi M (2010), Review of the proton exchange membranes for fuel cell applications., Int J Hydrogen Energy 35, pp 9349-84 Hou J., Yang M., Ke C., Wei G., Priest C., Qiao Z (2020), Platinum-groupmetal catalysts for proton exchange membrane fuel cells: from catalyst design to electrode structure optimization, EnergyChem 2(1), 100023 Wang Z.B., Yin G.P., Zhang J., Sun Y.C., Shi P.F (2006), Investigation of ethanol electrooxidation on a Pt–Ru–Ni/C catalyst for a direct ethanol fuel cell, J Power Sources 160, pp 37–43 Nguyễn Thị Phương Thoa (2006), Tình hình sản xuất sử dụng biodiesel giới khả Việt Nam, Hội thảo Khoa học lần thứ nhiên liệu có nguồn góc sinh học biofuel & biodiesel Việt Nam, TP HCM Mohammad Bagher Karimi, Fereidoon Mohammadi, Khadijeh Hooshyari (2019), Recent approaches to improve nafion performance for fuel cell applications: A review, Int J Hydrogen Energy 44(54), pp 28919-38 Hồ Sĩ Thoảng, Lưu Cẩm Lộc (2007), Chuyển hóa hydrocarbon và carbon oxide hệ xúc tác kim loại và oxide kim loại, NXB Khoa học tự nhiên công nghệ Nguyễn Thị Phương Phong (2010), Giáo trình hóa học nano [126] Andrew L D (2006), The Role of carbon in fuel cells, J Power Sources 156, pp 128-41 [127] Rodríguez-Gattorno G., Martínez-Hernández A., Aleman-Vazquez L.O., Torres-García E (2007), Structural and thermal study of carbon –modified molybdenum sub-oxide catalysts, Appl Catal A 321, pp 117-24 [128] Alexei L.N.P., Almir O.N., Elki C de Souza, Joelma Perez, Valdecir A Paganin, Edson A Ticianelli, Ernesto R Gonzalez (2006), Electrocatalysis on Trang 37 [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] noble metal and noble metal alloys dispersed on high surface are carbon, J New Mater Electrochem Syst 160(6), pp 37-43 Antolini E (2009), Carbon supports for low-temperature fuel cell catalysts, Appl Catal B 88(1–2), pp 1-24 Bhunia K., Khilari S., Pradhan D (2017), Trimetallic PtAuNi alloy nanoparticles as an efficient electrocatalyst for the methanol electrooxidation reaction, Dalton Trans 46(44), pp 15558-66 Wang F., Zhang Q., Rui Z., Li J., Liu J (2020), High-loading Pt–Co/C catalyst with enhanced durability toward the oxygen reduction reaction through surface Au modification, ACS Appl Mater Interfaces 12(27), pp 30381-9 Zhou Y.Y., Liu C.H., Liu J., Cai X.L., Lu Y., Zhang H., Sun X.H (2016), Selfdecoration of PtNi alloy nanoparticles on multiwalled carbon nanotubes for highly efficient methanol electro-oxidation, Nano Micro Lett 8, pp 371-80 Teng X., Shan A., Zhu Y., Wang R., Lau W.M (2020), Promoting methanoloxidation-reaction by loading PtNi nano-catalysts on natural graphitic-nanocarbon, Electrochim Acta 353, 136542 Yang D., Jun G., Xiaomeng L., Haitong H., Meiyu W., Peng W., Yong Z, Qi F., Runsheng H (2019), Monodispersed Pt3Ni nanoparticles as a highly efficient electrocatalyst for PEMFCs, Catal 9(7), 588 Li C., Liu T., He T., Ni B., Yuan Q., Wang X (2018), Composition-driven shape evolution to Cu-rich PtCu octahedral alloy nanocrystals as superior bifunctional catalysts for methanol oxidation and oxygen reduction reaction, Nanoscale 10, pp 4670-4 Li B., Wang J., Gao X., Qin C., Yang D., Liv H., Xiao Q., Zhang C (2019), High performance octahedral PtNi/C catalysts investigated from rotating disk electrode to membrane electrode assembly, Nano Res 12(2), pp 281-7 Yao D., Yu H., Song W., Gao X., Fan Z., Jiang G., Sun X., Shao Z (2020), Boosting cell performance with self-supported PtCu nanotube arrays serving as the cathode in a proton exchange membrane fuel cell, Sustainable Energy Fuels 4, pp 3640-6 Liu J., Lan J., Yang L., Wang F., Yin J (2019), PtM (M = Fe, Co, Ni) Bimetallic nanoclusters as active, methanol-tolerant, and stable catalysts toward the oxygen reduction reaction, ACS Sustainable Chem Eng 7(7), pp 6541-9 Liu J., Li Y., Wu Z., Ruan M., Song P., Jiang L., Wang Y., Sun G., Xu G (2018), Pt0.61Ni/C for high-efficiency cathode of fuel cells with superhigh platinum utilization, J Phys Chem 122(26), pp 14691-7 Xue S., Deng W., Yang F., Yang J., Amiinu I.S., He D., Tang H., Mu S (2018), Hexapod PtRuCu nanocrystalline alloy for highly efficient and stable methanol oxidation, ACS Catal 8, pp 7578-84 Trang 38 [141] Bai L., Li S., Fang L., Chen Z., Li Z (2020), Cubic-like PtCuRu nanocrystals with high activity and stability for methanol electro-oxidation, Langmuir 26, pp 7602-8 [142] Pan Y., Li H., Wang Z., Han Yi, Wu Z., Zhang X., Lai J., Wang L., Feng F (2020), High-efficiency methanol oxidation electrocatalysts realized by ultrathin PtRuM–O (M = Ni, Fe, Co) nanosheets, Chem Commun 56 (63), pp 9028-31 [143] Kwon T., Jun M., Kim H.Y., Oh A., Park J., Baik H., Joo S.H., Lee K (2018), Vertex‐reinforced PtCuCo ternary nanoframes as efficient and stable electrocatalysts for the oxygen reduction reaction and the methanol oxidation reaction, Adv Funct Mater 28(13), 1706440 [144] Department of Energy (2017), Multi-Year research, development, and demostrain plan, https://www.energy.gov/sites/prod/files/2017/05/f34/fcto_myrdd_fuel_cells.pdf , 28/7/2017 [145] Antolini E., Salgado J.R.C, Gonzalez E.R (2006), The methanol oxidation reaction on platinum alloys, Appl Catal B 63, pp 137-49 [146] Parsons R., Noot T.V (1988), The oxidation of small organic molecules: A survey of recent fuel cell related research, J Electroanal Chem Interfacial Electrochem 257(1–2), pp 9-45 [147] Korzeniewski C., Childers C.L (1998), Formaldehyde yields from methanol electrochemical oxidation on platinum, J Phys Chem B 102(3), pp 489–92 [148] Jusys Z., Behm R.J (2001), Methanol oxidation on a carbon-supported Pt fuel cell catalyst a kinetic and mechanistic study by differential electrochemical mass spectrometry, J Phys Chem B 105(44), pp 10874–83 [149] Watanabe M., Uchida M., Motoo S (1987), Preparation of highly dispersed Pt + Ru alloy clusters and the activity for the electrooxidation of methanol, J Electroanal Chem Interfacial Electrochem 229(1–2), pp 395-406 [150] Bagchi J., Bhattacharya S.K (2007), The effect of composition of Ni supported Pt-Ru binary anode catalysts on ethanol oxidation for fuel cells, J Power Sources 163, pp 661-70 [151] Brett C., Ana M.O (1994), Part I – Chapter 4: Fundamentals of kinetics and mechanism of electrode reactions, in electrochemistry: Principles, methods and applications, Oxford University Press Inc - New York, United States, pp 70-82 [152] Bard A.J., Faulkner L.R (1980), Electrochemical methods: fundamentals and applications, New York: Wiley [153] Yeager E (1986), Dioxygen electrocatalysis: mechanism in relation to catalyst structure, J Mol Catal 38, pp 5–25 [154] Zhang C.S.J (2008), PEM fuel cell electrocatalysts and catalyst layers, London: Springer Trang 39 [155] Song C., Tang Y., Zhang J., Zhang J., Wang H., Shen J (2007), PEM fuel cell reaction kinetics in the temperature range of 23–120°C, Electrochim Acta 52, pp 2552-61 [156] Taylor R.J., Humffray A.A (1975), Electrochemical studies on glassy carbon electrodes II Oxygen reduction in solutions of low pH (pH10), J Electroanal Chem 64, pp 63–84 [158] Huang K., Bi K., Liang C., Lin S., Wang W.J., Yang T.Z (2015), Graphite carbon-supported Mo2C nanocomposites by a single-step solid state reaction for electrochemical oxygen reduction, PLoS ONE 10(9), e0138330 [159] Zhang J.E.A (2010), Synthesis and oxygen reduction activity of shapecontrolled Pt3Ni nanopolyhedra, Nano Lett 10(2), pp 638-44 [160] Jurmann G., Tammeveski K (2006), Electroreduction of oxygen on multiwalled carbon nanotube modified highly oriented pyrolytic graphite electrodes in alkaline solution, J Electroanal Chem 597, pp 119-26 [161] Markovic N.M., Ross P.N (2002), Surface science studies of model fuel cell electrocatalysts, Surf Sci Rep 45, pp 117–229 [162] Zhdanov V.P., Kasemo B (2006), Kinetics of electrochemical O reduction on Pt, Electrochem Commun 8, pp 1132–6 [163] Norskov J.K., Rossmeisl J., Logadotir A., Lindqvist L., Kitchin J.R., Bligaard T (2004), Origin of the overpotential for oxygen reduction at a fuel cell cathode, J Phys Chem B 108, pp 17886–92 [164] Hoare J.P (1968), The electrochemistry of oxygen, New York: Wiley [165] Stassi A., D’Urso C., Baglio V., Di Blasi A., Antonucci V., Arico A.S (2006), Electrocatalytic behaviour for oxygen reduction reaction of small nanostructured crystalline bimetallic Pt-M supported catalysts, J Appl Electrochem 36, pp 1143–9 [166] Rodríguez-reinoso F (1998), The role of carbon materials in heterogeneous catalysis, Carbon 36(3), pp 159-75 [167] Sao Y., Liu J., Wang Y., Lin Y (2009), Novel catalyst support materials for PEM fuel cells: current status and future prospects, J Mater Chem 19, pp 46– 59 [168] Yu X.W., Ye S.Y (2007), Recent advances in activity and durability enhancement of Pt/C catalytic cathode in PEMFC, J Power Sources 172, pp 133-44 Trang 40 [169] Kou R., Shao Y., Mei D (2011), Stabilization of electrocatalytic metal nanoparticles at metal−metal oxide−graphene triple junction points, J Am Chem Soc 133, pp 2541–7 [170] Wu J., Yuan X.Z.; Martin J.J.; Wang H., Zhang J., Shen J., Wu S., Walter M (2008), A review of PEM fuel cell durability: Degradation mechanisms and mitigation strategies, J Power Sources 184(1), pp 104-19 [171] Zhenmeng P.H.Y (2009), Designer platinum nanoparticles: Control of shape,composition in alloy, nanostructure and electrocatalytic property, Nano Today 4, pp 143-64 [172] Pachón L.D., Rothenberg G (2008), Transition‐metal nanoparticles: synthesis, stability and the leaching issue, Appl Organomet Chem 22 pp 288-99 [173] Wu Y., Cai S., Wang D., He W., Li Y (2012), Syntheses of water-soluble octahedral, truncated octahedral, and cubic Pt−Ni nanocrystals and their structure−activity study in model hydrogenation reactions, J Am Chem Soc 134, pp 8975−81 [174] Semagina N., Lioubov K (2012), Colloidal techniques for tailoring shape and size of Pd nanocrystals as model catalysts to study structure-sensitive selective hydrogenations, Catal Rev 51, pp 147-217 [175] Shimazaki Y., Kobayashi Y., Yamada S., Miwa T., Konno M (2005), Preparation and characterization of aqueous colloids of Pt–Ru nanoparticles, J Colloid Interface Sci 292(1), pp 112-26 [176] Abedini A., Daud A.R., Azmi M., Hamid A., Othman N.K., Saion E (2013), A review on radiation-induced nucleation and growth of colloidal metallic nanoparticles, Nanoscale Res Lett 8, 474 [177] Fang B., Chaudhari N.K., Kim M.S., Kim J.H., Yu J.S (2009), Homogeneous deposition of platinum nanoparticles on, J Am Chem Soc 131(42), pp 15330– [178] Kim M., Lim S., Chaudhari N., Fang B., Bae T., Yu J.C (2010), Recent developments in the synthesis of supported catalysts, Catal Today 158, 354 [179] Rusnaeni N., Purwanto W.W., Nasikin M., Hendrajaya L.J (2010), The Effect of NaOH in the formation PtNi/C nanocatalyst for cathode of PEMFC, Appl Sci 10, 2899 [180] Kristian N., Yu Y., Lee J.L., Liu X., Wang X (2010), Synthesis and characterization of Cocore–Ptshell electrocatalyst prepared by spontaneous replacement reaction for oxygen reduction reaction, Electrochim Acta 56, pp 1000–7 [181] Zhang H., Jin M., Xia Y (2012), Enhancing the catalytic and electrocatalytic properties of Pt-based catalysts by forming bimetallic nanocrystals with Pd, Chem Soc Rev 41(24), pp 8035-49 Trang 41 [182] Li W., Xin Q., Yan Y (2010), Nanostructured Pt–Fe/C cathode catalysts for direct methanol fuel cell: The effect of catalyst composition, Int J Hydrogen Energy 35(6), pp 2530-8 [183] Oezaslan M., Hasché F., Strasser P (2012), Oxygen electroreduction on PtCo3, PtCo and Pt3Co alloy nanoparticles for alkaline and acidic PEM fuel cells, J Electrochem Soc 4, pp B394-B405 [184] Bezerra C.W.B, Zhang L., Liu H., Lee K., Marques A.L.B., Marques E.P., Wang H., Zhang J (2007), A review of heat-treatment effects on activity and stability of PEM fuel cell catalysts for oxygen reduction reaction, J Power Sources 173(2), pp 891-908 [185] Singh B., Dempsey E (2012), Effect of heat treatment on carbon supported PtAu based bimetallic nanomaterials for improved glucose sensitivity and electrocatalytic performance, ECS J Solid State Sci Technol 1, M25 [186] Wang Y.J., Zhao N., Fang B., Li H., Bi X.T.,Wang H (2015), Carbon-supported Pt-based alloy electrocatalysts for the oxygen reduction reaction in polymer electrolyte membrane fuel cells: Particle size, shape, and composition manipulation and their impact to activity, Chem Rev 115(9), pp 3433-67 [187] Lee S.J., Pyun S.I., Lee S.K., Joong S., Kang L (2008), Fundamentals of rotating disc and ring–disc electrode techniques and their applications to study of the oxygen reduction mechanism at Pt/C electrode for fuel cells, Isr J Chem 48, pp 215-28 [188] Bard A.J., Faulkner L.R (2001), Electrochemical methods 2nd, Chapter 9, New York, John Wiley & Sons [189] Levich V.G (1962), Physicochemical hydrodynamics, Chapter 1., Prentice Hall: Englewood Cliffs [190] Jia Z., Yin G., Zhang J (2014), Rotating electrode methods and oxygen reduction electrocatalysts, Rotating Ring-Disk- chapter 6, Elsevier B.V.A [191] Zhu X., Gupta K., Bersani M., Darr J., Shearing P., Brett D (2018), Electrochemical reduction of carbon dioxide on copper-based nanocatalysts using the rotating ring-disc electrode, Electrochim Acta 283, pp 1037-44 [192] Collman J.P., Decreau R.A (2008), Functional biomimetic models for the active site in the respiratory enzyme cytochrome coxidase, Chem Commun., 2008, pp 5065-5076 [193] Bockris J.O., Conway B.E (1971), Modern aspects of electrochemistry No 6, New York: Plenum press [194] Deivaraj T.C., Chen W., Lee J.Y (2003), Preparation of PtNi nanoparticles for the electrocatalytic oxidation of methanol, J Mater Chem 13, pp 2555–60 [195] Jiang Q., Jiang L., Hou H., Qi J., Wang S., Sun G (2010), Promoting effect of Ni in PtNi bimetallic electrocatalysts for the methanol oxidation reaction in Trang 42 [196] [197] [198] [199] [200] [201] [202] [203] [204] [205] [206] [207] [208] alkaline media: Experimental and density functional theory studies, J Phys Chem C 114, pp 19714–22 Ammam M., Easton E.B (2013), PtCu/C and Pt(Cu)/C catalysts: Synthesis, characterization and catalytic activitytowards ethanol electrooxidation, J Power Sources 222, pp.79-87 Rubinov E., Diab M., Volokh M., Mokari T (2014), Insight into the formation mechanism of PtCu alloy nanoparticles, Cryst Eng Comm 16, pp 9493-500 Kim H.J., Choi S.M., Nam S.H., Seo M.H (2009), Carbon-supported PtNi catalysts for electrooxidation of cyclohexane to benzene over polymer electrolyte fuel cells, Catal Today 146(1–2), pp 9-14 Ye F., Chen S., Dong X., Lin W (2007), Carbon nanotubes supported Pt-Ru-Ni as methanol electro-oxidation catalyst for direct methanol fuel cells, J Nat Gas Chem 16(2), pp 162-6 Ozkaya D (2008), Particle size analysis of supported platinum catalysts by TEM, Platinum Metals Rev 52(1), pp 61–2 Urbanczyk E., Jaron A., Simka W (2018), Ni-Pt sinter as a promising electrode for methanol electrocatalytic oxidation, Int J Hydrogen Energy 43(36), pp 17156-63 Jaron A., Zurek Z (2013), Electrochemical properties of electrode obtained by cyclic oxidation and reduction of Ni powder, ECS Trans 45, 89 Urbanczyk E., Jaron A., Simka W (2017), Electrocatalytic oxidation of ure on a sintered Ni-Pt electrode, Appl Electrochem 47, pp 133-8 Chen X., Cai Z., Chen X., Oyama M (2014), Synthesis of bimetallic PtPd nanocubes on graphene with N,N-dimethylformamide and their direct use for methanol electrocatalytic oxidation, Carbon 66, pp 387-94 Fu X.Z., Liang Y., Chen S.P., Lin J.D., Liao D.W (2000), Pt-rich shell coated Ni nanoparticles as catalysts for methanol electro-oxidation in alkaline media, Catal Commun 10(14), pp 1893-7 Chowdhury S.R., Ghosh S., Kumar S., Bhattachrya K (2017), Enhanced and synergistic catalysis of one-pot synthesized palladium nickel alloy nanoparticles for anodic oxidation of methanol in alkali, Electrochim Acta 250, pp 124-34 Yang X., Zou Y., Lu L., Wang H., Zhang F., Wang Z (2020), PtNi nanoparticles loading on sandwich-like hybrid nanocarbon support for methanol oxidation, ECS J Solid State Sci Technol 10, 1005 Lee S., Kim H.J., Choi S.M., Seo M.H., Kim W.B (2012), The promotional effect of Ni on bimetallic PtNi/C catalysts for glycerol electrooxidation, Appl Catal A 429-430, pp 39-47 Trang 43 [209] Elsherif S.A., Sawy E.N.E., Ghany N.A.A (2020), Polyol synthesized graphene/PtxNi100-x nanoparticles alloy for improved electrocatalytic oxidation of methanol in acidic and basic media, J Electroanal Chem 856, 113601 [210] Zignani S.C., Baglio V., Sebasti´an D., Rocha T.A., Gonzalez E.R., Aric A.S (2015), Investigation of PtNi/C as methanol tolerant electrocatalyst for the oxygen reduction reaction, J Electroanal Chem 15, pp 30267-8 [211] Daoush W.M., Imae T (2015), Journal of Experimental Nanoscience 10(5), pp 392–406 [212] Wang J., Li B., Yang D., Hong L., Zhang C (2018), Preparation of an octahedral PtNi/CNT catalyst and its application in high durability PEMFC cathodes, RSC Adv 8, pp 18381–7 [213] Simões M., Baranton S., Coutanceau Ch (2010), Electro-oxidation of glycerol at Pd based nano-catalysts for an application in alkaline fuel cells for chemicals and energy cogeneration, Appl Catal B 93, pp 354-62 [214] Antolini E (2019), Glycerol electro-oxidation in alkaline media and alkaline direct glycerol fuel cells, Catalyst 9(12), 980 [215] Thanasilp S., Hunsom M (2010), Effect of MEA fabrication techniques on the cell performance of Pt–Pd/C electrocatalyst for oxygen reduction in PEM fuel cell, Fuel 89(12), pp 3847-52 [216] Wang Y., Chen K.S., Cho S.C., Androher X.C (2011), A review of polymer electrolyte membrane fuel cells, Technology, applications, and needs on fundamental research, Appl Energy 88(4), pp.981 [217] Joghee P., Malik J.N., Pylypenko S., O’Hayre R (2015), A review on direct methanol fuel cells – In the perspective of energy and sustainability, Cambridge University Press Trang 44 ... màng xúc tác PtxMy/C điện cực GC 2.2.3 Khảo sát hình thái học, tính chất vật liệu xúc tác PtxMy/C 2.2.4 Khảo sát diện tích hoạt hóa xúc tác PtxMy/C 10 2.2.5 Khảo sát hoạt tính xúc tác PtxNiy/C... giá trị diện tích hoạt hóa tương đối tốt với hệ xúc tác if xúc tác (Pt,Ni) if xúc tác (Pt,Co) if/ib xúc tác (Pt,Cu) 20 18 if xúc tác (Pt,Cu) if/ib xúc tác (Pt,Ni) if/ib xúc tác (Pt,Co) 7.3 6.3 14... 2.2.4 Khảo sát diện tích hoạt hóa xúc tác PtxMy/C Hình 2.4 Máy Autolab PGSTAT100N hệ đo điện hóa điện cực Khảo sát HClO4 0,5 M phương pháp CV máy đo điện hóa Autolab với hệ gồm điện cực: điện