CHƯƠNG 3 PHẢN ỨNG XÚC TÁC ĐIỆN HÓA CHO PIN NHIÊN LIỆU
3.3. Một số cơ chế của phản ứng khử Oxygen
3.3.2. Phản ứng khử oxygen (ORR) trên carbon Nanotubes
Carbon nanotube là một loại vật liệu có ứng dụng tuyệt vời. Gần đây phản ứng khử oxygen trên xúc tác được gắn trên carbon nanotube đã được nghiên cứu và cho thấy sự phụ thuộc vào phương pháp điều chế đối với carbon nanotube dạng phim mỏng. Zhang và cộng sự [23] đã chế tạo lớp phim của carbon nanotube đa thành bởi phương pháp dihexadecyl hydrogen phosphate (DHP) trên điện cực glassy carbon và nhận thấy rằng lớp phim có thể xúc tác phản ứng khử O2 qua quá trình trao đổi 2 electron, sản phẩm của quá trình là OH-
Tại khoảng thế từ -0.4 đến -0.8 V theo điện cực Ag/AgCl, dòng khử đầu tiên trên điện cực đĩa quay đã được quan sát và cho thấy đây là quá trình khử trao đổi 2 electron tạo ra sản phẩm trung gian là H2O2. Tại thế âm hơn -0.9V, cho thấy thêm một đỉnh cao nữa xuất hiện, đó chính là sản phẩm OH-. Jurmann và cộng sự [24] làm một lớp phim tương tự khi dùng cùng phương pháp chế tạo trên điện cực pyrolytic graphite, kết quả cũng cho thấy quá trình trao đổi 2 electron được quan sát đầu tiên tại khoảng thế -0.4 đến 0.6 V so với điện cực SCE, trong khi đó đỉnh của peak thứ hai không quan sát được rõ ràng. Quá trình khử 2 electron và 4 electron có thể quan sát tại thế âm hơn. Jurmann và cộng sự [24] cũng nhận thấy rằng trên lớp phim MWCNT được chế tạo bằng phương pháp poly(diallydimethylammonium chloride), số electron trao đổi của phản ứng ORR nằm trong khoảng từ 3 đến 3.5 tại khoảng thế -0.4 đến -1.2V. Hình 3.4. cũng chỉ ra rằng trên điện cực glassy carbon, cường độ dòng tăng khi tăng cường độ của đĩa quay trong khoảng thế từ -0.4 đến 1.2 V. Tuy nhiên, trên điện cực được biến tính bởi MWCNT, cường độ vòng giảm khi cường độ đĩa quay tăng trong cùng một khoảng thế, điều đó chỉ ra có ít H2O2 tạo thành.
Hình 3.4.Đồ thị RRDE cho phản ứng khử oxy tại điện cực đĩa PDDA/MWCNTs/GC (đường cong 1) và GC (đường cong 2) trong môi trường O2 bão hòa dung dịch KOH