L ỜI CẢM ƠN
2 .1.3 Ưu và nhược điểm của pin nhiên liệu DAFCs
4.4.2 Xác định diện dích hoạt tính xúc tác của nano Pt,Pd trên nền cacbon
Dựa vào đường cong CV (hình 4.12) khi đo HClO4 0,5 M ta tính được diện tích
hoạt tính xúc tác theo công thức phần 3.6.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Hình 4. 12Đường cong CV của Pd/C và Pt/C trong môi trường HClO4 0,5 M, tốc độ quét 10 mV/cm2, nhiệt độ phòng.
Bảng 4. 7 Kết quả khảo sát diện tích hoạt tính xúc tác
Mẫu S hoạttính (cm2) 20Pt/C_pH7,9 0,826 20Pt/C_pH8,8 0,602 20Pt/C_pH9,5 0,715 10Pt/C_tm 0,086 20Pd/C 0,221 10Pd/C 0,507
Bảng 4.7 cho thấy diện tích hoạt tính điện hóacủa mẫu xúc tác 20% khối lượng
Pt trên nền cacbon ở môi trường pH 9,5 (20Pt/C_pH9,5) là 0,715 cm2 và mẫu 20Pt/C_pH7,9 là 0,826 cm2. Như vậy với cùng một lượng mẫu tiêm lên GC, diện tích họat tính của mẫu Pt/C trong môi trường pH 7,9 cao hơn 15% so với Pt/C được điều
chế trong môi trường pH 9,5. Từ bảng 4.7 nhận thấy phản ứng khử H2 xảy ra mạnh mẽ hơn trên xúc tác nano Pt/C so với Pd/C. Diện tích hoạt tính của 20Pd/C là 0,221 cm2 nhỏ hơn 3,7 lần diện tích hoạt tính của 20Pt/C_pH7,9.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
4.4.3 Khảo sát quá trình oxy hóa điện hóa glycerol trên điện cực xúc tác nano
kim loại
Hình 4. 13Đường cong CV sự oxy hóa glycerol trên điện cực GC phủ xúc tác nano Pd/C, Pt/C và Pt/C_tm trong KOH 1 M; glycerol 1 M; v = 50 mV/s; 25oC Từ kết quả diện tích hoạt tính xúc tác trong bảng 3.7 và Ipa (mA) của quá trình
oxy hóa glycerol tính được mật độ dòng ipa (mA/cm2) ở bảng 3.8.
Bảng 4. 8 Mật độ dòng quá trình oxy hóa điện hóa glycerol trên xúc tác Pt, Pd
Mẫu Shoạt tính (cm2) Epa (V) ipa (mA/cm2) 20Pt/C_pH7,9 0,826 -0,129 1,77 20Pt/C_pH8,8 0,622 -0,101 2,80 20Pt/C_pH9,5 0,715 -0,094 4,74 20Pd/C 0,221 -0,119 7,73 10Pd/C 0,507 -0,075 4,21 Pt/C_tm 0,086 -0,181 0,691
Hoạt tính của xúc tác phụ thuộc chủ yếu vào kích thước và sự phân tán của các
hạt nano trên nền cacbon. Hạt xúc tác nano càng nhỏ (2,8-3,2 nm), độ đồng đều càng cao thì hoạt tính xúc tác đối với quá trình oxy hóa của glycerol càng tốt. Trong môi trường pH cao (pH > 6) có sự hình thành các ion glycolate giúp cho sự ổn định của các
hạt xúc tác nano, ngăn chặn sự kết tụ của hỗn hợp keo Pt, tăng khả năng phân tán trên nền cacbon. Trong khi đó, giá trị pH thấp thì các ion glycolate gần như không hình thành được thay thế bằng acid glycolic có độ ổn định thấp dẫn đến sự tích tụ các hạt
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
xúc tác, làm cho các hạt keo có khuynh hướng kết tụ thành những hạt lớn [6,7].
Dựa vào kết quả bảng 4.8 nhận thấy hoạt tính xúc tác tăng dần 10Pt/Ctm < 20Pt/C_pH7,9 < 20Pt/C_pH8,8 < 20Pt_9,5 < 10Pd/C < 20 Pd/C. Như vậy, các mẫu
xúc tác nano Pd/C, Pt/C tổng hợp có hoạt tính xúc tác cao hơn mẫu Pt/C thương mại
của Sigma Aldrich, trong đó hoạt tính nano mẫu 20Pd/C là tốt nhất.