L ỜI CẢM ƠN
2 .1.3 Ưu và nhược điểm của pin nhiên liệu DAFCs
4.4.4 Khảo sát sự ổn định hoạt tính xúc tác nano theo chu kỳ quét thế
Chúng tôi tiến hành nghiên cứu sự ổn định hoạt tính của xúc tác theo chu kỳ quét
thế (30 chu kỳ) trên các xúc tác nano Pt/C và Pd/C.
Xúc tác 20Pd/C
Hình 4. 14Đường cong CV quá trình oxy hóa glycerol 1M trên điện cực GC phủ
20Pd/C trong KOH 1 M, v = 50 mV/s, 25oC (a) 30 chu kỳ, (b) chu kỳ 1 và chu kỳ 30
Xúc tác 10Pd/C
Hình 4. 15 Đường cong CV quá trình oxy hóa glycerol 1M trên điện cực GC phủ
10Pd/C trong KOH 1 M, v = 50 mV/s, 25oC (a) 30 chu kỳ, (b) chu kỳ 1 và chu kỳ 30
E (V) E (V) chu kỳ 1 chu kỳ 30 (a) (b) E (V) (a) E (V) (b) chu k chu kỳ 1ỳ 30
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Xúc tác 20Pt/C_pH7,9
Hình 4. 16Đường cong CV quá trình oxy hóa glycerol 1M trên điện GC phủ
20Pt/C_pH7,9 trong KOH 1 M, v = 50 mV/s, 25oC (a) 30 chu kỳ, (b) chu kỳ 1 và chu kỳ 30
Xúc tác 20Pt/C_pH8,8
Hình 4. 17 Đường cong CV quá trình oxy hóa glycerol 1 M trên điện cực GC phủ
20Pt/C_pH8,8 trong KOH 1 M, v = 50 mV/s, 25oC (a) 30 chu kỳ, (b) chu kỳ 1 và chu kỳ 30
(b) chu kỳ 1 chu kỳ 30 (a) E (V) E (V) (a) (b) chu kỳ 1 chu kỳ 30 E (V) E (V)
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Xúc tác 20Pt/C_pH9,5
Hình 4. 18Đường cong CV quá trình oxy hóa glycerol 1 M trên điện GC phủ
20Pt/C_pH9,5 trong KOH 1 M, v = 50 mV/s, 25oC (a) 30 chu kỳ, (b) chu kỳ 1 và chu kỳ 30
Xúc tác 10Pt/C_tm
Bảng 4. 9 Bảng tỷ lệ giảm dòng theo số vòng quét
Epa(V) ipa(mA/cm2) Tên mẫu Chu kỳ 1 Chu kỳ 30 Chu kỳ 1 Chu kỳ 30 Tỷ lệ giảm dòng (%) 20Pd/C -0,119 -0,126 8,48 8,36 1,53 10Pd/C -0.075 -0.078 4,21 3,95 6,17 20Pt/C_pH7,9 -0,134 -0,151 1,65 1,28 22,42 20Pt/C_pH8,8 -0,081 -0,084 2,61 2,03 22,22 20Pt/C _pH9,5 -0,095 -0,124 4,67 4,02 13,91 10Pt/C_tm -0,185 -0,206 0,69 0,48 30,43 E (V) E (V) (a) (b) chu kỳ 1 chu kỳ 30 E (V) E (V) chu kỳ 1 chu kỳ 30 (a) (b)
Hình 4. 19 Đường cong CV quá trình oxy hóa glycerol 1 M trên điện cực GC phủ
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Kết quả khảo sát cho thấy ở tấc cả các mẫu xúc tác nano số vòng quét thế càng nhiều mật độ peak oxy hóa điện hóa glycerol càng giảm.
Xúc tác nano 20Pd/C có mật độ dòng ở chu kỳ quét thế thứ nhất ipa = 8,47 mA/cm2, giảm 0,12% không đáng kể so với lần quét đầu tiên. Tốc độ phản ứng oxy hóa điện hóa glycerol trên điện cực 20Pd/C ổn định và giảm rất chậm.Chu kỳ
thứ 30 thấp hơn 1,01 lần so với chu kỳ quét đầu tiên (giảm 1,53%).
Tương tự, xúc tác nano 10Pd/C có mật độ dòng ở chu kỳ quét thế thứ hai ipa = 4,21 mA/cm2, giảm không đáng kể so với lần quét đầu tiên. Hoạt tính xúc tác của 10Pd/C ổn định và ít thay đổi theo chu kì khảo sát. Chu kỳ quét thứ 30 thấp 1,16 lần so với chu kỳ quét đầu tiên (giảm 6,17%).
Xúc tác nano 20Pt/C_pH7,9 có mật độ dòng ở vòng quét thế thứ hai ipa = 1,63 mA/cm2, giảm 1,2%. Phản ứng oxy hóa glycerol trên điện cực 20Pt/C_pH7,9 giảm chậm khi tăng chu kỳ quét thế. Chu kỳ quét thứ 30 thấp 1,28 lần so với chu kỳ quét
đầu tiên (giảm 22,42%).
Xúc tác nano 20Pt/C_pH8,8 có mật độ dòng ở chu kỳ quét thế thứ 2 ipa = 2,58 mA/cm2, giảm 1,14%. Phản ứng oxy hóa glycerol trên điện cực 20Pt/C_pH8,8 giảm chậm khi tăng chu kì quét thế. Chu kỳ quét thứ 30 thấp 1,25 lần so với lần so với chu kỳ quét đầu tiên (giảm 22,22%).
Xúc tác nano 20Pt/C_pH9,5 có mật độ dòng ở vòng quét thế thứ 2 ipa = 4,62 mA/cm2, giảm 1,07%. Chu kỳ quét thứ 30 thấp 1,16 lần so với chu kỳ quét đầu tiên (giảm 14,10%).
Xúc tác nano 10Pt/C_tm có mật độ dòng ở vòng quét thế thứ 2 ipa = 0,64 mA/cm2, giảm 7,1%. Phản ứng oxy hóa glycerol trên điện cực 10Pt/C_tm giảm nhanh
khi tăng chu kì quét thế. Vòng quét thứ 30 thấp hơn 1,44 lần so với lần quét đầu tiên (giảm 30,43%).
Sự suy giảm dòng có thể là do sự hình thành lớp oxit Pt, Pd hoặc các hydroxit Pt, Pd trên bề mặt xúc tác nano, cũng có thể do sự giảm nồng độ glycerol.
Vậy hoạt tính xúc tác tăng dần theo qui luật sau: 10Pt/C_tm < 20Pt/C_pH7,9 < 20Pt/C_pH8,8 < 20Pt/C_pH9,5 < 10Pd/C < 20Pd/C .
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu