Нанокомпозитные электрокатализаторы на основе углеродных нанотрубок: установление взаимосвязи природы активных центров и механизма токообразующих реакций в источниках тока тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Вернигор Инна Евгеньевна

• Вернигор Инна Евгеньевна
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Вернигор Инна Евгеньевна

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Характеристика щелочных топливных элементов

1.2. Реакция восстановления кислорода

1.3. Реакция окисления водорода

1.4. Платиновые катализаторы

1.5. Биметаллические катализаторы

1.6. Носители

1.7. Неуглеродные носители

1.8. Углеродные материалы

1.8.1. Функционализация УНТ

1.8.1.1. Ковалентная функционализация

1.8.2. Допированные углеродные материалы

1.9. Заключение к Главе

Глава 2. Объекты и методы экспериментальных исследований

2.1. Реактивы и материалы

2.2. Синтез каталитических систем

2.2.1. Функционализация и допирование УНТ

2.2.2 Полиольный метод синтеза моноплатиновых катализаторов

2.2.3. Синтез катализаторов Mo/УНТNaoн, PtMo/УНТNaoн, Ni/УНТNaoн, PtNi/УНТNaoн и Со/УНТNaOH, PtCo/УНТNaoн

2.2.4. Синтез триметаллического катализатора

2.3. Определение содержания платины в синтезированных катализаторах

2.4. Электрохимические методы исследования

2.4.1. Приготовление образца дисперсного материала (каталитических чернил) для нанесения тонкого слоя на дисковый электрод

2.4.2. Метод циклической вольтамперометрии

2.4.3. Метод ВДЭ

2.4.4. Метод ВДЭК

2.4.4.1. Определение коэффициента эффективности переноса промежуточного продукта реакции с дискового на кольцевой электрод

2.4.4.2. Методика определения селективности РВК. Обработка экспериментальных данных метода ВДЭК

2.4.5. Метод коррозионного тестирования

2.4.6. Методика измерения сопротивления и расчета электропроводности

2.4.7 Воспроизводимость и точность полученных результатов

2.5. Физико-химические методы анализа

2.5.1. Метод РФЭС

2.5.2. Определение поверхности методом БЭТ

2.5.3. Сканирующая электронная спектроскопия (СЭМ), энергодисперсионный рентгеновский анализ (ЭДРА) и рентгенофлуоресцентный анализ (РФлА)

2.5.4. Метод эталонной контактной порометрии (МЭКП)

2.5.4. Метод динамического светорассеяния

Глава 3._Выбор материала носителя

3.1. Структурные и электрохимические свойства носителей

3.2. Влияние функционализации и допирования УНТ гетероатомами на физико-химические характеристики УНТ

3.2.1. Структурные исследования УНТ после функционализации и допирования

3.2.2. Пористая структура модифицированных УНТ (метод БЭТ и эталонная контактная порометрия (МЭКП))

3.2.3. Электропроводность и дзета-потенциал поверхности модифицированных УНТ

3.3. Электрохимические характеристики и их связь со структурными и физико-химическими свойствами модифицированных УНТ

3.3.1. Величина электрохимически активной (доступной) поверхности

3.3.2. Каталитическая активность модифицированных УНТ в РВК

3.4. Исследование стабильности модифицированных УНТ

3.5. Выводы к Главе

Глава 4. Платиновые катализаторы на модифицированных УНТ для РВК

4.1. Влияние типа модификации УНТ на свойства поверхности моноплатиновых катализаторов

4.1.1. Определение электропроводности моноплатиновых катализаторов

4.2. Электрокаталитическая активность моноплатиновых катализаторов, синтезированных на УНТ с различными обработками

4.4 Исследования коррозионной устойчивости моноплатиновых катализаторов, синтезированных на УНТ с различной степенью модификации

4.5. Моноплатиновые катализаторы с различным массовым содержанием металла

4.5.1. Активность и селективность катализаторов с различным массовым содержанием Pt в РВК в щелочном электролите

4.5.2. Стабильность катализаторов с различным массовым содержанием платины

4.6. Роль подложки не содержащей углеродного материала в активности моноплатинового катализатора с 10 масс.% Pt в РВК

4.7. Выводы к Главе

Глава 5. Исследование многокомпонентных катализаторов на основе Pt и переходных металлов

5.1 Выбор материала носителя и отношения Pt:ПM (ПМ = №, Mo)

5.2 Физико-химические свойства би- и триметаллических систем

5.3 Определение электрохимически активной поверхности платины в многокомпонентных катализаторах методом ЦВА

5.4. Влияние природы переходного металла на активность в РВК.Моно и биметаллические катализаторы

5.4.1. Исследование селективности в РВК PtNi-катализаторов с различным содержанием металлов методом ВДЭК

5.5. Коррозионная стабильность би- и триметаллических катализаторов

5.7. Выводы к Главе

Глава 6. Катализаторы с переходными металлами для РОВ в щелочных электролитах

6.1. Монометаллические катализаторы на основе переходных металлов (ПМ/УНТ) для РОВ

6.2. Активность моноплатиновых катализаторов в РОВ, синтезированных на различных носителях при содержании Pt 10 масс. %

6.3. Исследование би- и триметаллических катализаторов РШМ (ПМ=Мо, №, СоСг) синтезированных на УНТ^он в РОВ

6.3.1. Исследование активности многокомпонентных систем в РОВ методом ВДЭ

6.3.2. Влияние массового содержания металлов на величину SэАп к

6.3.3. Исследование активности катализаторов с различным массовым содержанием металлов в РОВ

6.3.4. Стабильность в РОВ катализаторов с различным массовым содержанием металлов

6.4. Факторы, влияющие на скорость РОВ при работе ТЭ

6.4.1. Толерантность Pt и PtNi катализаторов к СО

6.4.2. Влияние добавки иономера на каталитическую активность в РОВ

6.5. Выводы к Главе

Заключение

Список литературы

158

Список сокращений и условных обозначений

АЦ активный центр

ВДЭ вращающийся дисковый электрод

ВДЭК вращающийся дисковый электрод с кольцом

ИТ источник тока

КПД коэффициент полезного действия

МПГ металлы платиновой группы

МЭКП метод эталонной контактной порометрии

ОВЭ обратимый водородный электрод

ПК поляризационная кривая

ПМ переходный металл

РВК реакция восстановления кислорода

РОВ реакция окисления водорода

РФЭС рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

ТЭ топливный элемент

УМ углеродный материал

УНТ углеродные нанотрубки

ЦВА циклическая вольтамперометрия

ЭАП электрохимически активная поверхность

ЭДС электродвижущая сила

ТФП теория функционала плотности

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Нанокомпозитные электрокатализаторы на основе углеродных нанотрубок: установление взаимосвязи природы активных центров и механизма токообразующих реакций в источниках тока»

Введение

Топливные элементы (ТЭ) это экологически чистые источники энергии, в которых химическая энергия напрямую преобразуется в электрическую в результате двух электрохимических реакций: восстановления кислорода (РВК) и окисления водорода (РОВ). Преимуществом щелочного ТЭ, относительно других топливных элементов, является более низкая коррозионная активность щелочного электролита, которая позволяет расширить круг конструкционных и каталитических материалов, используемы в ТЭ. Процессом, лимитирующим характеристики ТЭ с протонпроводящим полимерным электролитом, является катодное восстановление кислорода, поскольку реакция протекает со значительным перенапряжением. В случае катодного восстановления кислорода в щелочных средах, скорость реакции значительно повышается. Возможность использования катализаторов, не содержащих дорогостоящие металлы и проявляющих активность в РВК в щелочной среде, делает разработку щелочных ТЭ перспективным направлением электрокатализа сточки зрения их практического использования. Не смотря на преимущества катодного восстановления кислорода в щелочной среде, реакция окисления водорода (РОВ) в щелочи даже на Р катализаторе протекает намного медленнее, чем в кислом, что, вероятно, связано с участием ОН- частиц в процессе окисления Н2. Можно констатировать, что на сегодня, не существует однозначного подхода к пониманию методов синтеза и путей развития электрокатализаторов, а платина остается наиболее используемым катализатором РВК и РОВ.В связи с вышесказанным, актуальным является разработка электрокатализаторов со сниженным содержанием, платины или без нее, характеризующихся высокой активностью по отношению к двум токообразующим реакциям и повышенной коррозионной стабильностью.

Цель настоящей работы - установление закономерностей целенаправленного синтеза нанокомпозитных электрокатализаторов для

токообразующих реакций в ТЭ и взаимосвязи состава и природы активных центров с эффективностью электрокатализаторов в РВК и РОВ в щелочных топливных элементах. Особенностью работы являлось одновременное изучение и оптимизация металлсодержащих каталитических систем и модифицированных углеродных носителей.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Разработать материал носитель, отвечающий основным требованиям; выбрать способ функционализации и тип допирующих гетероатомов, обеспечивающих повышение стабильности и активности УНТ в реакциях на электродах водородно-воздушных ТЭ.

2. Установить взаимосвязь свойств носителя и массы допирующей платины, стабильности и электрокаталитических свойств моно- и би- и триметаллических катализаторов в РВК в щелочном электролите.

3. Определить роль носителя, а также природы переходного металла (оксидов металла) в составе многокомпонентных катализаторов на основе Р1ПМ (ПМ = N1, Мо, СоСг), обеспечивающих повышение активности в РОВ и РВК в щелочной среде.

Объектами исследования являлись углеродные нанотрубки, с различной степенью модификации кислородсодержащими группами и/или гетероатомами N Б, а также оксиды марганца и никеля и дисульфид молибдена, используемые в качестве носителей металлических наночастиц и как самостоятельные катализаторы РВК и РОВ; электрокатализаторы с различным содержанием платины; а также би- и триметаллические системы на основе переходных металлов со сниженным содержанием платины, на предварительно функционализованных и допированных УНТ, как катализаторы РВК и РОВ в щелочной среде.

Методы исследования.

Работа выполнена с использованием комплекса современных физико-химических и электрохимических методов. Исследование электрохимических характеристик материалов проводили методом циклической вольтамперометрии

(ЦВА) на вращающемся дисковом электроде (ВДЭ) и на вращающемся дисковом электроде с кольцом (ВДЭК). Для установления состава и структурно-морфологических характеристик исследуемых образцов были использованы методы: рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС), сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и энергодисперсионный рентгеновский анализ (ЭДРА), метод низкотемпературной адсорбции азота (БЭТ), метод эталонной контактной порометрии (МЭКП) и метод динамического светорассеяния для определения дзета потенциала.

Научная новизна работы:

Установлены закономерности целенаправленного формирования каталитических систем для РВК и РОВ в щелочном электролите.

Установлено влияние метода предварительной функционализации и последующего допирования УНТ гетероатомами N S, на их электрокаталитическую активность в РВК методом ВДЭК и стабильность методом ускоренного коррозионного тестирования. Установлена взаимосвязь гидрофобно-гидрофильных свойств материалов и их электрокаталитической активности.

Показано влияние типа предварительной модификации УНТ как материала-носителя, на активность и стабильность моноплатиновых катализаторов. Разработанные катализаторы характеризуются большей активностью в отношении электровосстановления кислорода и повышенной устойчивостью к деградации, чем коммерческий Pt/C аналог.

Синтезированы многокомпонентные электрокатализаторы на основе переходных металлов (ПМ = Mo, №, ^^^ со сниженным содержанием платины, проявляющие бифункциональную активность, как в катодном, так и анодном процессе в щелочном ТЭ.

Установлена взаимосвязь содержания оксидов переходных металлов в составе биметаллических электрокатализаторов с их гидрофобно-гидрофильными свойствами, определяющая активность катализаторов в РОВ в щелочном электролите. Показано, что наиболее высокую активность среди исследованных

систем проявляет катализатор со сниженным содержанием металлической фазы: 10 масс. % Р и 10 масс. % N1 на УНТ, функционализованных №ОН.

Теоретическая и практическая значимость работы состоит в комплексном и последовательном рассмотрении влияния типа носителя, степени его модификации, количества платины в составе каталитической системы и состава металлических наночастиц на активность и стабильность катализаторов в токообразующих реакциях.

Установлена взаимосвязь структурных и гидрофобно-гидрофильных свойств допированных УНТ с их электрокаталитической активностью в РВК.

Показано влияние степени модификации поверхности УНТ и количества платины в составе катализатора на путь РВК и коррозионную стабильность.

Получены новые электрокатализаторы со сниженным содержанием дорогостоящей платины превышающие по стабильности коммерческие аналоги, и проявляющие высокую активность в РОВ в щелочных ТЭ.

Показано, что синтезированные катализаторы проявляют высокую каталитическую активность при использовании их в составе электродов для щелочного ТЭ, а именно: УНТ^он-ы в качестве катодного материала, 10Р1М/УНТ№он и 10Р1Мо/УНТшон как анодные материалы.

Достоверность и обоснованность результатов работы обеспечивается использованием комплекса физико-химических и электрохимических методов исследования каталитических систем, использовании общепринятых математических методов обработки экспериментальных данных и согласованностью полученных результатов с литературными данными.

Личный вклад автора в работу состоит в анализе литературы, в разработке методик допирования углеродных нанотрубок, в личном проведении всех электрохимических экспериментов, участии в проведении микроскопических и спектрометрических исследований, в обработке и анализе полученных данных, а также в подготовке текстов публикаций совместно с соавторами.

Синтез материалов для электрода выполнен М.В. Радиной (ИФХЭ РАН). Исследования методом СЭМ и ЭДРА были выполнены в ЦКП «Центр

визуализации высокого разрешения» Сколковского института, при непосредственном участии автора, а также в ЦКП ИФХЭ РАН. Исследования методом РФЭС были выполнены Графовым О.Ю. (ИФХЭ РАН). Исследования МЭКПМ были выполнены Никольской Н.Ф. (ИФХЭ РАН).

Положения, выносимые на защиту:

1. Предварительная подготовка углеродных нанотрубок, включающая функционализацию и допирование гетероатомами N S, позволяет получить УНТ с высокой каталитической активностью благодаря оптимальному соотношению гидрофильно-гидрофобных свойств, высокой электронной плотности (отрицательному ^-потенциалу поверхности) и использовать их как самостоятельный катализатор РВК в щелочном электролите,

2. Наибольшей активностью в РВК в щелочном электролите, среди неплатиновых катализаторов, обладают УНТ, допированные азотом, благодаря наличию пиридиновых и пиррольных азотсодержащих групп, которые способствуют повышению электропроводности, и усиливают электронодонорную способность УМ.

3. Синтезированные моноплатиновые катализаторы с заданной массой модифицирующей платины; величина SЭАП и напрямую зависит от количества и типа активных центров (представленных атомами N S) на поверхности носителя, и является основным фактором увеличения активности моноплатинового катализатора в РВК, а также способствует повышению стабильности платиновых катализаторов относительно коммерческого аналога.

4. Би- и триметаллические катализаторы, содержащие уменьшенное количество Р (10 масс. %), характеризуются высокой массовой активностью, превышающей данное значение для коммерческого катализатора 40Р/С в РОВ. Присутствие оксидов переходного металла в составе платиносодержащего биметаллического катализатора обеспечивает большую площадь гидрофильной поверхности, необходимой для адсорбции ОН- частиц, принимающих участие в РОВ в щелочном электролите, что приводит к ускорению реакции.

5. Коррозионная стабильность многокомпонентной каталитической системы значительно возрастает по сравнению с моноплатиновыми катализаторами, в том числе за счет перекрывания Pt и углеродного носителя оксидами переходного металла.

Апробация результатов.

Результаты диссертации опубликованы в 20 работах, из них 7 статей в зарубежных рецензируемых научных журналах и 1 глава книги в зарубежном издании, 3 статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, и 9 тезисов докладов.

Материалы диссертации доложены автором на российских и международных конференциях: XVIII Конференция молодых ученых, аспирантов и студентов ИФХЭ РАН «Физикохимия - 2023»., ИФХЭ РАН, 4-8 декабря 2023, Всероссийская конференция и Школа молодых ученых «Физико-химические методы в междисциплинарных экологических исследованиях», Севастополь, 16-20 октября 2023, XVII Конференция молодых ученых, аспирантов и студентов ИФХЭ РАН «Физикохимия - 2022», 5-9 декабря 2022, 16-е Совещание с международным участием «Фундаментальные проблемы ионики твёрдого тела», Черноголовка, 27 июня - 3 июля 2022 г., Черноголовка, 27 июня - 3 июля 2022, XXIX Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов 2022", МГУ имени М.В. Ломоносова, 11-22 апреля 2022, XVI Конференция молодых ученых, аспирантов и студентов ИФХЭ РАН «Физикохимия — 2021», ИФХЭ РАН, 6-10 декабря 2021, XV Конференция молодых ученых, аспирантов и студентов ИФХЭ РАН "Физикохимия-2020", г. Москва, ИФХЭ РАН, 4-11 декабря 2020, XXVII Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов 2020", Москва, 20 ноября 2020.

Статьи в рецензируемых изданиях:

1. Bogdanovskaya Vera, Vernigor Inna, Radina Marina, Andreev Vladimir, Korchagin Oleg, Novikov Vasilii, Carbon Nanotube Modified by (O, N, P)

Atoms as Effective Catalysts for Electroreduction of Oxygen in Alkaline Media // Catalysts. - 2020. -Vol. 10. - No. 8. - P. 892

2. Bogdanovskaya Vera, Vernigor Inna, Radina Marina, Andreev Vladimir, Korchagin Oleg, Nanocomposite Cathode Catalysts Containing Platinum Deposited on Carbon Nanotubes Modified by O, N, and P Atoms //Catalysts. - 2021.- Vol. - No. 3. -P. 335

3. Bogdanovskaya Vera, Vernigor Inna, Radina Marina, Sobolev Vladimir, Andreev Vladimir, Nikolskaya Nadezhda, Modified Carbon Nanotubes: Surface Properties and Activity in Oxygen Reduction Reaction // Catalysts. - 2021. - Vol. 11. - No. 11. -P. 1354

4. Богдановская В.А., Вернигор И.Е., Радина М.В., Панченко Н.В., Андреев В.Н., Реакция электровосстановления кислорода на модифицированных углеродных нанотрубках в щелочном электролите // Электрохимия. - 2022. - Том 58. - № 9. - С. 523-534.

5. Korchagin Oleg, Bogdanovskaya Vera, Vernigor Inna, Radina Marina, Andreev Vladimir, Carbon nanotubes doped with nitrogen, modified with platinum or platinum-free for alkaline H2-O2 fuel cell // Materials Today Communications. - 2022. - Vol. 33. - P. 104584.

6. Vernigor Inna, Bogdanovskaya Vera, Radina Marina, Andreev Vladimir, Grafov Oleg, PtM/CNT (M = Mo, Ni, CoCr) Electrocatalysts with Reduced Platinum Content for Anodic Hydrogen Oxidation and Cathodic Oxygen Reduction in Alkaline Electrolytes // Catalysts. - 2023. - Vol. 13. - No. 1. - P. 161

7. Вернигор И.Е., Богдановская В.А., Радина М.В., Андреев В.Н. Влияние массового содержания платины в катализаторе и состояния поверхности носителя на путь реакции восстановления кислорода в щелочном электролите // Электрохимия. - 2023. - Том 59. - № 1. - С. 16-28.

8. Bogdanovskaya Vera, Vernigor Inna, Electrocatalytic Activity of Nanocomposites Containing Carbon Materials // Catalysts. - 2023. - Vol. 13. - No. 2. -P. 370

9. Korchagin Oleg, Bogdanovskaya Vera, Vernigor Inna, Radina Marina, Stenina Irina, Yaroslavtsev Andrey, Development of Hydrogen-Oxygen Fuel Cells Based on Anion-Exchange Electrolytes and Catalysts with Reduced Platinum Content // Membranes. - 2023, - Vol. 13, - No. 7. - P. 669

10. В. А. Богдановская, И. Е. Вернигор, М. В. Радина, П. А. Синицын, В. Н. Андреев, Н. Ф. Никольская, Эффективный PtNi/УНТ катализатор для реакции окисления водорода в щелочном электролите // Физикохимия поверхности и защита материалов. - 2023. - Том 59. - № 6. - С. 646-656.

Связь работы с научными программами. Работа выполнена в рамках проекта РНФ проект № 23-73-00063 и при финансовой поддержке проекта РФФИ БРИКС_Т №19-53-80033.

Объём и структура работы. Работа изложена на 174 страницах текста, содержит иллюстрации на 82 рисунках и 31 таблицу. Список цитируемой литературы содержит 147 наименований. Работа состоит из введения, 6 глав, заключения и списка литературы.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность д.х.н. Богдановской Вере Александровне за поддержку, ценные советы и помощь оказываемую на всех этапах написания данной работы. Также автор выражает искреннюю признательность за ценные советы, синтез каталитических материалов и помощь в проведении экспериментов старшему научному сотруднику Радиной Марине Владимировне. Автор выражает глубокую благодарность за помощь и ценные замечания при подготовке диссертационной работы научному руководителю д.х.н. Андрееву Владимиру Николаевичу. Автор выражает благодарность к.х.н. Корчагину Олегу Вячеславовичу за ценные замечания при оформлении диссертации.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Характеристика щелочных топливных элементов

Растущее потребление ископаемого топлива и загрязнение окружающей среды побуждают исследователей к разработке экологически чистых и дешевых источников энергии. Ископаемые ресурсы, такие как уголь, природный газ и углеводороды являются основными первичными источниками энергии, однако, они ограничены по объему, а сжигание природного топлива вносит основной вклад в формирование парникового эффекта [1]. С целью защиты окружающей среды и увеличения энергетических мощностей большое внимание привлекают возобновляемые источники энергии [2]. Разрабатываются альтернативные подходы, среди которых значительное внимание уделяется топливным элементам (ТЭ) и металл-воздушным батареям, с целью использования их на электростанциях, в качестве резервных источников питания, в электромобилях и электрических устройствах, а также для хранения электроэнергии [1-3].

В ТЭ энергия, получаемая в результате химической реакции, напрямую преобразуется в электрическую, посредствам двух электрохимических реакций. В результате, КПД топливных элементов существенно выше, чем у тепловых электростанций или двигателей внутреннего сгорания, где необходимо сначала преобразовывать получаемую энергию в тепло или механическую работу вращения турбин [4]. Несмотря на все эти преимущества, существует ряд проблем, ограничивающий масштабное производство ТЭ. Среди них: короткий срок службы, вызванный деградацией и отравлением катализаторов, медленная кинетика токообразующих реакций, низкая выходная мощность на единицу объема, а также высокая стоимость [4].

В последние годы значительное внимание уделяется разработке ТЭ со щелочным электролитом. Щелочные ТЭ имеют ряд существенных преимуществ

перед другими топливными элементами: высокий КПД, способность работать в широком диапазоне температур и при температурах ниже 0 °С. Щелочной электролит характеризуется меньшей коррозионной активностью по сравнению с кислым [5], что позволяет расширить круг конструкционных материалов. Например, никель устойчив к коррозии при высоком уровне рН и может использоваться в конструкции [6]. Кроме того, перенапряжение РВК на катализаторах, не содержащих драгоценных металлов, близко к наблюдаемому на платиновых катализаторах [7]. Таким образом, в щелочных ТЭ для РВК возможно использование катализаторов, не содержащих или с уменьшенным содержанием металлов платиновой группы (МПГ) [8-10], что делает щелочной ТЭ потенциально более дешевой технологией по сравнению с ТЭ с кислым электролитом.

В процессе работы щелочного ТЭ РВК приводит к образованию гидроксид-ионов, которые мигрируют через электролит к аноду, где они расходуются в водородной реакции с образованием продукта - воды. Некоторая часть воды, образующейся на аноде, диффундирует к катоду и реагирует с кислородом с образованием гидроксильных ионов в непрерывном процессе. В результате общей реакции в качестве продуктов образуются вода, тепло, а также четыре электрона на моль кислорода, которые перемещаются по внешней цепи, создавая электрический ток. Теоретическая электродвижущая сила (ЭДС) (при 24 °С и давлении 1 атм. для чистых Н2/О2) определяется значением ДG, равным -237.13 кДж/моль, что эквивалентно ЭДС +1.23 В. Если система работает на воздухе значение немного меньше - 1.2 В. На практике в разомкнутой цепи достижимы значения в диапазоне от 1 до 1.1 В [6].

1.2. Реакция восстановления кислорода

РВК является предметом обширных исследований в течение многих лет [11]. Во многом это связано с тем, что РВК имеет большое технологические значение и является одним из процессов, протекающих во всех типах ТЭ.

Восстановление кислорода в водных растворах происходит в основном по двум конкурирующим механизмам. Первый - это прямое восстановление 02 до

воды (в щелочных средах до ОН-), которое включает в себя перенос четырех электронов. Помимо прямого восстановления кислорода до воды, существует путь последовательного восстановления через образование пероксида водорода с переносом двух электронов, а затем последующее восстановление пероксида водорода до воды. В щелочном электролите эти процессы представлены следующими реакциями [11]:

О2 + 2Н2О + 4е- ~ 4ОН- Е0 = 0.401 В (н.в.э) О2 + Н2О + 2е- ~ НО2- + ОН- Е0 = -0.065 В (н.в.э) НО2- + Н2О + 2е- ~ ЗОН- Е0 = 0.867 В (н.в.э) Промежуточный НО2- может выходить в раствор или каталитически разлагаться на ОН- и О2 на поверхности катализатора. В случае двухэлектронной реакции общий КПД значительно уменьшается. РВК должна протекать при потенциалах, как можно более близких к обратимому потенциалу электрода (термодинамический потенциал электрода). Однако, восстановление кислорода является медленным процессом и требует значительного перенапряжения. Таким образом, ТЭ обеспечивают напряжение разомкнутой цепи порядка 0.8-0.9 В вместо теоретического термодинамического значения 1.2 В.

Термодинамический анализ показывает, что перенапряжение, необходимое для процесса электровосстановления кислорода при высоком рН, относительно невелико по сравнению с перенапряжением, необходимым при низком рН [6]. Следует также отметить, что низкая активность многих катализаторов в кислых средах усугубляется присутствием Н+ частиц, адсорбированных на поверхности электрода, которые физически блокируют активные центры (АЦ), замедляя тем самым скорость реакции [6]. Таким образом, использование щелочного раствора электролита позволяет снизить перенапряжение реакции и при этом расширить круг катодных каталитических материалов.

Механизм электрохимической реакции восстановления О2 достаточно сложен и включает множество промежуточных продуктов, в первую очередь зависящих от природы материала электрода, катализатора и электролита [12].

Упрощенная схема электровосстановления кислорода в щелочном электролите представлена на рисунке 1:

Рисунок 1 - Схема параллельно-последовательных реакций восстановления кислорода в щелочной среде.

На основании теоретических расчетов свободных энергий промежуточных стадий кислородной реакции, протекающей на поверхности различных металлов, была построена зависимость теоретической активности металлов в РВК от энергии связи с кислородом (рисунок 2). Платина находится на вершине представленного графика, что указывает на ее наибольшую каталитическую активность в отношении РВК [12].

Р1 Л

\к/ 1аэ

Р|1/ /Си •

Ну* Ли У *

Со/» \ Ац

Мо • /

И • /Ре.

ДЕ0 (еУ)

Рисунок 2 - Зависимость активности восстановления кислорода от энергии связи кислорода.

Преимущественно РВК на Р1-катализаторе протекает с переносом четырех электронов, то есть происходит прямое восстановление до воды (или до ОН- в щелочных растворах). Однако, с помощью вращающегося дискового электрода с кольцом (ВДЭК), можно обнаружить небольшое количество промежуточных продуктов, таких как пероксид. Это говорит о том, что РВК на Р^катализаторе имеет сложный механизм реакции [13].

Согласно литературным данным [14-16], схемы возможных механизмов РВК на поверхности платины представлены на рисунке 3.

Для объяснения наличия пероксида, обнаруженного на Р в смешанной кинетико-диффузионной области потенциалов в щелочных средах, необходимо рассмотреть двойнослойную структуру границы раздела электрод-электролит при высоких значениях рН. В щелочных средах молекулы воды не только действуют как растворитель, но и служат источником протонов, необходимых для РВК. В этих условиях в щелочных средах внутренняя плоскость Гельмгольца (1НР на рисунке) заполнена специфически адсорбированными

гидроксильными частицами, диполями воды-растворителя (ориентированными атомом кислорода к поверхности электрода) и хемосорбированным О2. Типичный

электрокаталитический внутрисферный механизм переноса электронов включает сильную хемосорбцию молекулярного О2 (с разрывом связи или без него) на свободных от оксидов АЦ Pt с последующим переносом 4е-. Этот внутрисферный механизм, изображенный на рисунке (вставка (а)), является общим как для кислой, так и для щелочной среды, при этом все промежуточные продукты реакции остаются адсорбированными на активном центре до тех пор, пока конечный продукт не десорбируется в объем электролита. На рисунке (вставка (б)) также показан механизм переноса электронов во внешнюю сферу, который, уникален для щелочных условий. Сольватированный

Рисунок 3 - Схематичная иллюстрация механизмов

переноса электронов во внутренней сфере (вставка а) и внешней сфере (вставка б) в РВК в щелочной среде. (1НР — внутренняя плоскость

Гельмгольца; ОНР — внешняя плоскость Гельмгольца).

молекулярный О2, представленный здесь в виде кластера О2 (Н2О)п, может

взаимодействовать с гидроксильными группами (ОНадс), адсорбированными на поверхности электрода, через водородную связь между атомом Н в ОНадс и атомом О в молекуле воды-растворителя. Образование водородной связи стабилизирует сольватированный молекулярный кислородный кластер О2 (Н2О)п во внешней сфере Гельмгольца (ОНР) и способствует переносу 2e- с образованием НО2 - как продукта реакции [16]. Анион НО2 -, образующийся на активных центрах Pt-OHадс, характеризуется пиком окисления НО2 - на кольцевом электроде ВДЭК в щелочной среде. Как известно, в кислой среде частицы ОНадс, образующиеся при активации воды, в основном блокируют хемосорбцию O2. Однако, в щелочных средах частицы ОНадс способствуют внешнесферному процессу с образованием стабильного продукта НО2-. Таким образом, для 4е- процесса восстановления кислорода в щелочных электролитах, необходимо облегчить прямую адсорбцию несольватированного О2 на АЦ, свободных от ОНадс. Поэтому открытие активных и стабильных катализаторов для восстановления кислорода имеет первостепенное значение, для реализации ТЭ.

С целью увеличения общего количества АЦ или повышения собственной активности катализаторов исследователи разработали системы на основе платины и переходных металлов и катализаторы со структурой ядро-оболочка, показывающих более высокую активность в РВК [17]. Такие катализаторы являются перспективными, поскольку они могут не только снизить загрузку Pt за счет включения других металлов, чтобы обеспечить более высокую массовую активность, но также могут превзойти собственную активность Р^катализаторов за счет взаимодействия между Pt и вторым металлом. Кроме того, проводятся исследования систем, не содержащих Pt, таких как оксиды, включая шпинели и перовскиты, благодаря доступности, экологичности, простоте изготовления, и наличию нескольких валентных состояний металлов; порфирины и фталоцианины (M-Nx/C, M=Co, Fe, №, Мп), фосфиды переходных металлов, а также углеродных материалов допированных одним или несколькими гетероатомами [17]. Однако, платина и системы на ее основе, сформированные на углеродном носителе, на сегодняшний день остаются единственным коммерчески доступным типом

катодных катализаторов, что свидетельствует об отсутствии единого принципа снижения содержания Р1 или полной ее замене.

1.3. Реакция окисления водорода

Анодное окисление водорода является вторым фактором, ограничивающим эффективность щелочных ТЭ. Кинетика РОВ в щелочной среде на два порядка медленнее, чем в кислой, что значительно снижает общую эффективность щелочных ТЭ [18,19]. Было показано [20], что при использовании коммерческого Р/С катализатора в ТЭ с протонообменной мембраной РОВ имеет плотность тока обмена (/0) 120 мА-см-2Р при 40 °С. В то время как значения ¡0 РОВ в 0.1 М №ОН составляет порядка 0.57 мА см-2 Р при 21°С на Р1/С [19]. Снижение активности РОВ при переходе от кислых к щелочным электролитам наблюдали и в случае других драгоценных металлов, таких как Pd (от 5.4 до 0.06 мАсм-2Ра при 40 °С), 1г (от 48 до 0.4 мАсм-21г при 40 °С) и т. д. [20]. Из-за относительно медленной кинетики РОВ в щелочном электролите разработка новых катализаторов для анодов щелочных ТЭ является весьма актуальной и направлена на снижение содержания платины в катализаторах при одновременном уменьшении перенапряжения реакции [21].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Вернигор Инна Евгеньевна, 2024 год

Список литературы

1. Barbir F. PEM fuel cells: theory and practice. F. Barbir, 2nd ed-e, Amsterdam Boston: Elsevier/Academic Press, - 2013.

2. Jacobson M.Z., Colella W.G., Golden D.M. Cleaning the Air and Improving Health with Hydrogen Fuel-Cell Vehicles. // Science. - 2005. - Vol. 308. - No. 5730. - P. 19011905.

3. Maiyalagan T., Saji V.S. Electrocatalysts for low temperature fuel cells: fundamentals and recent trends. T. Maiyalagan, V.S. Saji, Weinheim: Wiley-VCH, - 2017.

4. Sharaf O.Z., Orhan M.F. An overview of fuel cell technology: Fundamentals and applications. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2014. - Vol. 32. - P. 810853.

5. Shao Y., Dodelet J., Wu G., Zelenay P. PGM-Free Cathode Catalysts for PEM Fuel Cells: A Mini-Review on Stability Challenges. // Advanced Materials. - 2019. - Vol. 31.

- No. 31. - P. 1807615.

6. Bidault F., Middleton P.H. 4.07 - Alkaline Fuel Cells: Theory and Application // Comprehensive Renewable Energy. Amsterdam: Elsevier, - 2012. - P. 179-202.

7. Talukder N., Wang Y., Nunna B.B., Lee E.S. An In-Depth Exploration of the Electrochemical Oxygen Reduction Reaction (ORR) Phenomenon on Carbon-Based Catalysts in Alkaline and Acidic Mediums. // Catalysts. - 2022. -Vol. 12. - No.7. - P.791.

8. Hu C., Dai L. Doping of Carbon Materials for Metal-Free Electrocatalysis. // Advanced Materials. - 2019. - Vol. 31. - No. 7. - P. 1804672.

9. Zhang X., Zhang X., Zhao S., Wang Y.Q., Lin X., Tian Z.Q., Shen P.K., Jiang S.P. Precursor modulated active sites of nitrogen doped graphene-based carbon catalysts via one-step pyrolysis method for the enhanced oxygen reduction reaction. // Electrochimica Acta. - 2021. - Vol. 370. - P. 137712.

10. Vernigor I., Bogdanovskaya V., Radina M., Andreev V., Grafov O. PtM/CNT (M = Mo, Ni, CoCr) Electrocatalysts with Reduced Platinum Content for Anodic Hydrogen Oxidation and Cathodic Oxygen Reduction in Alkaline Electrolytes. // Catalysts. - 2023.

- Vol. 13. - No. 1. - P. 161.

11. Chaojie S., Jiujun Z. Electrocatalytic Oxygen Reduction Reaction// PEM Fuel Cell Electrocatalysts and Catalyst Layers: Fundamentals and Applications / ed. Zhang J. London: Springer London, 2008. P. 89-134

12. N0rskov J.K., Rossmeisl J., Logadottir A., Lindqvist L., Kitchin J.R., Bligaard T., Jónsson H. Origin of the Overpotential for Oxygen Reduction at a Fuel-Cell Cathode. // The Journal of Physical Chemistry B. - 2004. - Vol. 108. - No. 46. - P. 17886-17892.

13. Gómez-Marín A., Feliu J., Edson T. Reaction Mechanism for Oxygen Reduction on Platinum: Existence of a Fast Initial Chemical Step and a Soluble Species Different from H2O2. // ACS Catalysis. - 2018. - Vol. 8. - No. 9. - P. 7931-7943.

14. Ramaswamy N., Tylus U., Jia Q., Mukerjee S. Activity Descriptor Identification for Oxygen Reduction on Nonprecious Electrocatalysts: Linking Surface Science to Coordination Chemistry. // Journal of the American Chemical Society. - 2013. - Vol. 135. - No. 41. - P. 15443-15449.

15. Ge X., Sumboja A., Wuu D., An T., Li B., Goh F.W.T., Hor T.S.A., Zong Y., Liu Z. Oxygen Reduction in Alkaline Media: From Mechanisms to Recent Advances of Catalysts. // ACS Catalysis. - 2015. - Vol. 5. - No. 8. - P. 4643-4667.

16. Ramaswamy N., Mukerjee S. Fundamental Mechanistic Understanding of Electrocatalysis of Oxygen Reduction on Pt and Non-Pt Surfaces: Acid versus Alkaline Media. // Advances in Physical Chemistry. - 2012. - Vol. 2012. - P. 1-17.

17. Li Y., Li Q., Wang H., Zhang L., Wilkinson D.P., Zhang J. Recent Progresses in Oxygen Reduction Reaction Electrocatalysts for Electrochemical Energy Applications. // Electrochemical Energy Reviews. - 2019. - Vol. 2. - No. 4. - P. 518-538.

18. Qiu Y., Xie X., Li W., Shao Y. Electrocatalysts development for hydrogen oxidation reaction in alkaline media: From mechanism understanding to materials design. // Chinese Journal of Catalysis. - 2021. - Vol. 42. - No. 12. - P. 2094-2104.

19. Sheng W., Gasteiger H.A., Shao-Horn Y. Hydrogen Oxidation and Evolution Reaction Kinetics on Platinum: Acid vs Alkaline Electrolytes. // Journal of The Electrochemical Society. - 2010. - Vol. 157. - No. 11. - P. B1529.

20. Durst J., Simon C., Hasche F., Gasteiger H.A. Hydrogen Oxidation and Evolution Reaction Kinetics on Carbon Supported Pt, Ir, Rh, and Pd Electrocatalysts in Acidic Media// Journal of The Electrochemical Society. -2015. -Vol. 162. -No. 1. - P. 190-203.

21. Hu J., Kuttiyiel K.A., Sasaki K., Zhang C., Adzic R.R. Determination of Hydrogen Oxidation Reaction Mechanism Based on Pt-Had Energetics in Alkaline Electrolyte. // Journal of The Electrochemical Society. - 2018. - Vol. 165. - No. 15. - P. J3355-J3362.

22. Cong Y., Yi B., Song Y. Hydrogen oxidation reaction in alkaline media: From mechanism to recent electrocatalysts // Nano Energy. - 2018. - Vol. 44. - P. 288-303.

23. Campos-Roldan C.A., Alonso-Vante N. The Hydrogen Oxidation Reaction in Alkaline Medium: An Overview // Electrochemical Energy Reviews. - 2019. - Vol. 2. -No. 2. - P. 312-331.

24. Zhang X., Xie Y., Wang L. Progress and prospect of Pt-based catalysts for electrocatalytic hydrogen oxidation reactions // Nano Research. - 2024. - Vol. 17. - P. 960-981.

25. Tian X., Zhao P., Sheng W. Hydrogen Evolution and Oxidation: Mechanistic Studies and Material Advances // Advanced Materials. - 2019. - Vol. 31. - No. 31. - P. 1808066.

26. Zheng J., Nash J., Xu B., Yan Y. Perspective—Towards Establishing Apparent Hydrogen Binding Energy as the Descriptor for Hydrogen Oxidation/Evolution Reactions // Journal of The Electrochemical Society. - 2018. - Vol. 165. - No. 2. - P. H27-H29.

27. Medford A.J., Vojvodic A., Hummelsh0j J.S., Voss J., Abild-Pedersen F., Studt F., Bligaard T., Nilsson A., N0rskov J.K. From the Sabatier principle to a predictive theory of transition-metal heterogeneous catalysis // Journal of Catalysis. - 2015. - Vol. 328. -P. 36-42.

28. N0rskov J.K., Bligaard T., Logadottir A., Kitchin J.R., Chen J.G., Pandelov S., Stimming U. Trends in the Exchange Current for Hydrogen Evolution // Journal of The Electrochemical Society. - 2005. - Vol. 152. - No. 3. - P. J23.

29. Zheng J., Sheng W., Zhuang Z., Xu B., Yan Y. Universal dependence of hydrogen oxidation and evolution reaction activity of platinum-group metals on pH and hydrogen binding energy. // Science Advances. - 2016. - Vol. 2. - No. 3. - P. e1501602.

30. Sheng W., Zhuang Z., Gao M., Zheng J., Chen J.G., Yan Y. Correlating hydrogen oxidation and evolution activity on platinum at different pH with measured hydrogen binding energy // Nature Communications. - 2015. - Vol. 6. - No. 1. - P. 5848.

31. Durst J., Siebel A., Simon C., Hasche F., Herranz J., Gasteiger H.A. New insights into the electrochemical hydrogen oxidation and evolution reaction mechanism. // Energy Environ. Sci. - 2014. - Vol. 7. - No. 7. - P. 2255-2260.

32. Sheng W., Myint M., Chen J.G., Yan Y. Correlating the hydrogen evolution reaction activity in alkaline electrolytes with the hydrogen binding energy on monometallic surfaces // Energy & Environmental Science. - 2013. - Vol. 6. - No. 5. - P. 1509.

33. Sheng W., Bivens A.P., Myint M., Zhuang Z., Forest R.V., Fang Q., Chen J.G., Yan Y. Non-precious metal electrocatalysts with high activity for hydrogen oxidation reaction in alkaline electrolytes // Energy Environ. Sci. - 2014. - Vol. 7. - No. 5. - P. 1719-1724.

34. Strmcnik D., Uchimura M., Wang C., Subbaraman R., Danilovic N., Van Der Vliet D., Paulikas A.P., Stamenkovic V.R., Markovic N.M. Improving the hydrogen oxidation reaction rate by promotion of hydroxyl adsorption // Nature Chemistry. - 2013. - Vol. 5.

- No. 4. - P. 300-306.

35. Wang Y., Wang G., Li G., Huang B., Pan J., Liu Q., Han J., Xiao L., Lu J., Zhuang L. Pt-Ru catalyzed hydrogen oxidation in alkaline media: oxophilic effect or electronic effect? // Energy & Environmental Science. - 2015. - Vol. 8. - No. 1. - P. 177-181.

36. Li J., Ghoshal S., Bates M.K., Miller T.E., Davies V., Stavitski E., Attenkofer K., Mukerjee S., Ma Z., Jia Q. Experimental Proof of the Bifunctional Mechanism for the Hydrogen Oxidation in Alkaline Media // Angewandte Chemie International Edition. -2017. - Vol. 56. - No. 49. - P. 15594-15598.

37. Lu S., Zhuang Z. Investigating the Influences of the Adsorbed Species on Catalytic Activity for Hydrogen Oxidation Reaction in Alkaline Electrolyte // Journal of the American Chemical Society. - 2017. - Vol. 139. - No. 14. - P. 5156-5163.

38. Davydova E.S., Mukerjee S., Jaouen F., Dekel D.R. Electrocatalysts for Hydrogen Oxidation Reaction in Alkaline Electrolytes // ACS Catalysis. - 2018. - Vol. 8. - No. 7.

- P. 6665-6690.

39. Zhuang Z., Giles S.A., Zheng J., Jenness G.R., Caratzoulas S., Vlachos D.G., Yan Y. Nickel supported on nitrogen-doped carbon nanotubes as hydrogen oxidation reaction catalyst in alkaline electrolyte // Nature Communications. - 2016. - Vol. 7. - No. 1. - P. 10141.

40. Wang X., Li Z., Qu Y., Yuan T., Wang W., Wu Y., Li Y. Review of Metal Catalysts for Oxygen Reduction Reaction: From Nanoscale Engineering to Atomic Design // Chem.

- 2019. - Vol. 5. - No. 6. - P. 1486-1511.

41. Guo F., Macdonald T.J., Sobrido A.J., Liu L., Feng J., He G. Recent Advances in Ultralow-Pt-Loading Electrocatalysts for the Efficient Hydrogen Evolution // Advanced Science. - 2023. - Vol. 10. - No. 21. - P. 2301098.

42. Li L., Hu L., Li J., Wei Z. Enhanced stability of Pt nanoparticle electrocatalysts for fuel cells // Nano Research. - 2015. - Vol. 8. - No. 2. - P. 418-440.

43. Dubau L., Castanheira L., Maillard F., Chatenet M., Lottin O., Maranzana G., Dillet J., Lamibrac A., Perrin J., Moukheiber E., ElKaddouri A., De Moor G., Bas C., Flandin L., Caqué N. A review of PEM fuel cell durability: materials degradation, local heterogeneities of aging and possible mitigation strategies // WIREs Energy and Environment. - 2014. - Vol. 3. - No. 6. - P. 540-560.

44. Meier J.C., Galeano C., Katsounaros I., Topalov A.A., Kostka A., Schüth F., Mayrhofer K.J.J. Degradation Mechanisms of Pt/C Fuel Cell Catalysts under Simulated Start-Stop Conditions // ACS Catalysis. - 2012. - Vol. 2. - No. 5. - P. 832-843.

45. Ji S.G., Kim H., Lee W.H., Oh H.-S., Choi C.H. Real-time monitoring of electrochemical carbon corrosion in alkaline media // Journal of Materials Chemistry A.

- 2021. - Vol. 9. - No. 35. - P. 19834-19839.

46. Samad S., Loh K.S., Wong W.Y., Lee T.K., Sunarso J., Chong S.T., Wan Daud W.R. Carbon and non-carbon support materials for platinum-based catalysts in fuel cells // International Journal of Hydrogen Energy. - 2018. - Vol. 43. - No. 16. - P. 7823-7854.

47. Cao M., Wu D., Cao R. Recent Advances in the Stabilization of Platinum Electrocatalysts for Fuel-Cell Reactions // ChemCatChem. - 2014. - Vol. 6. - No. 1. - P. 26-45.

48. Isaifan R.J., Ntais S., Baranova E.A. Particle size effect on catalytic activity of carbon-supported Pt nanoparticles for complete ethylene oxidation // Applied Catalysis A: General. - 2013. - Vol. 464-465. - P. 87-94.

49. Paperzh K.O., Alekseenko A.A., Volochaev V.A., Pankov I.V., Safronenko O.A., Guterman V.E. Stability and activity of platinum nanoparticles in the oxygen electroreduction reaction: is size or uniformity of primary importance? // Beilstein Journal of Nanotechnology. - 2021. - Vol. 12. - P. 593-606.

50. Alinejad S., Quinson J., Schröder J., Kirkensgaard J.J.K., Arenz M. Carbon-Supported Platinum Electrocatalysts Probed in a Gas Diffusion Setup with Alkaline Environment: How Particle Size and Mesoscopic Environment Influence the Degradation Mechanism // ACS Catalysis. - 2020. - Vol. 10. - No. 21. - P. 13040-13049.

51. Yu W., Porosoff M.D., Chen J.G. Review of Pt-Based Bimetallic Catalysis: From Model Surfaces to Supported Catalysts // Chemical Reviews. - 2012. - Vol. 112. - No. 11. - P. 5780-5817.

52. Lim C., Fairhurst A.R., Ransom B.J., Haering D., Stamenkovic V.R. Role of Transition Metals in Pt Alloy Catalysts for the Oxygen Reduction Reaction // ACS Catalysis. - 2023. - Vol. 13. - No. 22. - P. 14874-14893.

53. Stamenkovic V., Schmidt T.J., Ross P.N., Markovic N.M. Surface Composition Effects in Electrocatalysis: Kinetics of Oxygen Reduction on Well-Defined Pt 3 Ni and Pt 3 Co Alloy Surfaces. // The Journal of Physical Chemistry B. - 2002. - Vol. 106. - No. 46. - P. 11970-11979.

54. Do C.L., Pham T.S., Nguyen N.P., Tran V.Q., Pham H.H. Synthesis and characterization of alloy catalyst nanoparticles PtNi/C for oxygen reduction reaction in proton exchange membrane fuel cell // Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology. - 2015. - T. 6. - №. 2. - C. 025009.

55. Kong F., Ren Z., Norouzi Banis M., Du L., Zhou X., Chen G., Zhang L., Li J., Wang S., Li M., Doyle-Davis K., Ma Y., Li R., Young A., Yang L., Markiewicz M., Tong Y., Yin G., Du C., Luo J., Sun X. Active and Stable Pt-Ni Alloy Octahedra Catalyst for Oxygen Reduction via Near-Surface Atomical Engineering // ACS Catalysis. - 2020. -Vol. 10. - No. 7. - P. 4205-4214.

56. Gu J., Zhang G.-M., Yao R., Yu T., Han M.-F., Huang R.-S. High Oxygen Reduction Activity of Pt-Ni Alloy Catalyst for Proton Exchange Membrane Fuel Cells // Catalysts.

- 2022. - Vol. 12. - No. 3. - P. 250.

57. Wang X.X., Hwang S., Pan Y.-T., Chen K., He Y., Karakalos S., Zhang H., Spendelow J.S., Su D., Wu G. Ordered Pt 3 Co Intermetallic Nanoparticles Derived from Metal-Organic Frameworks for Oxygen Reduction // Nano Letters. - 2018. - Vol. 18. -No. 7. - P. 4163-4171.

58. Choi D.S., Robertson A.W., Warner J.H., Kim S.O., Kim H. Low-Temperature Chemical Vapor Deposition Synthesis of Pt-Co Alloyed Nanoparticles with Enhanced Oxygen Reduction Reaction Catalysis // Advanced Materials. - 2016. - Vol. 28. - No. 33. - P. 7115-7122.

59. Cheng X., Wang Y., Lu Y., Zheng L., Sun S., Li H., Chen G., Zhang J. Single-atom alloy with Pt-Co dual sites as an efficient electrocatalyst for oxygen reduction reaction // Applied Catalysis B: Environmental. - 2022. - Vol. 306. - P. 121112.

60. Fu L., Wang S., Cai J., Huang H., Yang F., Xie S. Recent advances in platinum-group-metal based electrocatalysts for alkaline hydrogen oxidation reaction. // Chemical Synthesis. - 2023. - Vol. 3. - No. 4. - P. 53.

61. Hassan A., Carreras A., Trincavelli J., Ticianelli E.A. Effect of heat treatment on the activity and stability of carbon supported PtMo alloy electrocatalysts for hydrogen oxidation in proton exchange membrane fuel cells // Journal of Power Sources. - 2014. -Vol. 247. - P. 712-720.

62. Gao J., Zou J., Zeng X., Ding W. Carbon supported nano Pt-Mo alloy catalysts for oxygen reduction in magnesium-air batteries // RSC Advances. - 2016. - Vol. 6. - No. 86. - P. 83025-83030.

63. Torres-Santillan E., Capula-Colindres S., Teran G., Reza-San German C. M., Flores M. E., Valencia O. G. R. Synthesis of Pt-Mo/WMCNTs Nanostructures Reduced by the Green Chemical Route and Its Electrocatalytic Activity in the ORR // Carbon Nanotubes

- Recent Advances, New Perspectives and Potential Applications / ed. Rahman M.M., Asiri M. A., Chowdhury A.M. Rijeka:IntechOpen - 2023.

64. Capelo A., Esteves M.A., De Sa A.I., Silva R.A., Cangueiro L., Almeida A., Vilar R., Rangel C.M. Stability and durability under potential cycling of Pt/C catalyst with new surface-functionalized carbon support // International Journal of Hydrogen Energy. -2016. - Vol. 41. - No. 30. - P. 12962-12975.

65. Cheng K., He D., Peng T., Lv H., Pan M., Mu S. Porous graphene supported Pt catalysts for proton exchange membrane fuel cells // Electrochimica Acta. - 2014. - Vol. 132. - P. 356-363.

66. Antolini E. Carbon supports for low-temperature fuel cell catalysts // Applied Catalysis B: Environmental. - 2009. - Vol. 88. - No. 1-2. - P. 1-24.

67. Wang Y.-J., Fang B., Li H., Bi X.T., Wang H. Progress in modified carbon support materials for Pt and Pt-alloy cathode catalysts in polymer electrolyte membrane fuel cells // Progress in Materials Science. - 2016. - Vol. 82. - P. 445-498.

68. Lakhanlal, Caspary Toroker M. Filling the gaps on the relation between electronic conductivity and catalysis of electrocatalysts for water splitting using computational modelling // Current Opinion in Electrochemistry. - 2023. - Vol. 40. - P. 101342.

69. Zhang S., Chen M., Zhao X., Cai J., Yan W., Yen J.C., Chen S., Yu Y., Zhang J. Advanced Noncarbon Materials as Catalyst Supports and Non-noble Electrocatalysts for Fuel Cells and Metal-Air Batteries // Electrochemical Energy Reviews. - 2021. - Vol. 4. - No. 2. - P. 336-381.

70. Wang Y.-J., Wilkinson D.P., Zhang J. Noncarbon Support Materials for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Electrocatalysts // Chemical Reviews. - 2011. - Vol. 111. - No. 12. - P. 7625-7651.

71. Sun X., Wang Z., Yan W., Zhou C. Study of the Relationship between Metal-Support Interactions and the Electrocatalytic Performance of Pt/Ti4O7 with Different Loadings // Catalysts. - 2022. - Vol. 12. - No. 5. - P. 480.

72. Paulose R., Mohan R., Parihar V. Nanostructured nickel oxide and its electrochemical behaviour—A brief review // Nano-Structures & Nano-Objects. - 2017. - Vol. 11. - P. 102-111.

73. Zhang J.-J., Sui X.-L., Huang G.-S., Gu D.-M., Wang Z.-B. Hierarchical carbon coated molybdenum dioxide nanotubes as a highly active and durable electrocatalytic

support for methanol oxidation // Journal of Materials Chemistry A. - 2017. - Vol. 5. -No. 8. - P. 4067-4074.

74. Muhyuddin M., Tseberlidis G., Acciarri M., Lori O., D'Arienzo M., Cavallini M., Atanassov P., Elbaz L., Lavacchi A., Santoro C. Molybdenum disulfide as hydrogen evolution catalyst: From atomistic to materials structure and electrocatalytic performance // Journal of Energy Chemistry. - 2023. - Vol. 87. - P. 256-285.

75. Liu H., Zhao J., Li X. Controlled Synthesis of Carbon-Supported Pt-Based Electrocatalysts for Proton Exchange Membrane Fuel Cells // Electrochemical Energy Reviews. - 2022. - Vol. 5. - No. 4. - P. 13.

76. Bogdanovskaya V., Vernigor I., Radina M., Sobolev V., Andreev V., Nikolskaya N. Modified Carbon Nanotubes: Surface Properties and Activity in Oxygen Reduction Reaction // Catalysts. - 2021. - Vol. 11. - No. 11. - P. 1354.

77. Zhang J., Xia Z., Dai L. Carbon-based electrocatalysts for advanced energy conversion and storage // Science Advances. - 2015. - Vol. 1. - No. 7. - P. e1500564.

78. Wang X., Ouyang C., Dou S., Liu D., Wang S. Oxidized carbon nanotubes as an efficient metal-free electrocatalyst for the oxygen reduction reaction // RSC Advances. -2015. - Vol. 5. - No. 52. - P. 41901-41904.

79. Khan A., Alamry K. A., Surface Modified Carbon Nanotubes: An Introduction// Surface modified carbon nanotubes. ed. Aslam J., Hussain C. M., Aslam R., Washington, DC: American Chemical Society. - 2022.

80. Othman S.H., Ritter U., McCarthy E.K., Fernandes D., Kelarakis A., Tsierkezos N.G. Synthesis and electrochemical characterization of nitrogen-doped and nitrogen-phosphorus-doped multi-walled carbon nanotubes. // Ionics. - 2017. - Vol. 23. - No. 8.

- P. 2025-2035.

81. Mohammadi F., Tavakol H. Synthesis of phosphorus doped carbon nanotubes using chemical vapor deposition. // Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. - 2018.

- Vol. 26. - No. 4. - P. 218-225.

82. Sibul R., Kibena-Poldsepp E., Maeorg U., Merisalu M., Kikas A., Kisand V., Treshchalov A., Sammelselg V., Tammeveski K. Sulphur and nitrogen co-doped

graphene-based electrocatalysts for oxygen reduction reaction in alkaline medium. // Electrochemistry Communications. - 2019. - Vol. 109. - P. 106603.

83. Bogdanovskaya V., Vernigor I. Electrocatalytic Activity of Nanocomposites Containing Carbon Materials. // Catalysts. - 2023. - Vol. 13. - No. 2. - P. 370.

84. Shah K., Ruparelia D.J. Carbon Nanotubes: A Review// International Journal of Research and Scientific Innovation. - 2024. - Vol. 1. - I. 7. - P. 116-119.

85. Shoukat R., Khan M.I. Carbon nanotubes: a review on properties, synthesis methods and applications in micro and nanotechnology // Microsystem Technologies. - 2021. -Vol. 27. - No. 12. - P. 4183-4192.

86. Jeon I.-Y., Chang D.W., Kumar N.A., Baek J.-B. 3 - Functionalization of Carbon Nanotubes. // Carbon Nanotubes - Polymer Nanocomposites. ed. Yellampalli S. Rijeka: IntechOpen. - 2011.

87. Melchionna M., Marchesan S., Prato M., Fornasiero P. Carbon nanotubes and catalysis: the many facets of a successful marriage // Catalysis Science & Technology. -2015. - Vol. 5. - No. 8. - P. 3859-3875.

88. Zhong R.-S., Qin Y.-H., Niu D.-F., Tian J.-W., Zhang X.-S., Zhou X.-G., Sun S.-G., Yuan W.-K. Effect of carbon nanofiber surface functional groups on oxygen reduction in alkaline solution // Journal of Power Sources. - 2013. - Vol. 225. - P. 192-199.

89. Benko A., Duch J., Gajewska M., Marzec M., Bernasik A., Nocun M., Piskorz W., Kotarba A. Covalently bonded surface functional groups on carbon nanotubes: from molecular modeling to practical applications // Nanoscale. - 2021. - Vol. 13. - No. 22. -P. 10152-10166.

90. Qiu C., Jiang L., Gao Y., Sheng L. Effects of oxygen-containing functional groups on carbon materials in supercapacitors: A review // Materials & Design. - 2023. - Vol. 230. - P. 111952.

91. Sang Y., Fu A., Li H., Zhang J., Li Z., Li H., Zhao X.S., Guo P. Experimental and theoretical studies on the effect of functional groups on carbon nanotubes to its oxygen reduction reaction activity // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2016. - Vol. 506. - P. 476-484.

92. Quílez-Bermejo J., Morallón E., Cazorla-Amorós D. Metal-free heteroatom-doped carbon-based catalysts for ORR: A critical assessment about the role of heteroatoms // Carbon. - 2020. - Vol. 165. - P. 434-454.

93. Gíslason P.M., Skúlason E. Catalytic trends of nitrogen doped carbon nanotubes for oxygen reduction reaction. // Nanoscale. - 2019. - Vol. 11. - No. 40. - P. 18683-18690.

94. Yang H.B., Miao J., Hung S.-F., Chen J., Tao H.B., Wang X., Zhang L., Chen R., Gao J., Chen H.M., Dai L., Liu B. Identification of catalytic sites for oxygen reduction and oxygen evolution in N-doped graphene materials: Development of highly efficient metal-free bifunctional electrocatalyst // Science Advances. - 2016. - Vol. 2. - No. 4. -P. e1501122.

95. Deng H., Li Q., Liu J., Wang F. Active sites for oxygen reduction reaction on nitrogen-doped carbon nanotubes derived from polyaniline // Carbon. - 2017. - Vol. 112.

- P. 219-229.

96. Jasinski R. A New Fuel Cell Cathode Catalyst // Nature. - 1964. - Vol. 201. - No. 4925. - P. 1212-1213.

97. Lv Q., Si W., He J., Sun L., Zhang C., Wang N., Yang Z., Li X., Wang X., Deng W., Long Y., Huang C., Li Y. Selectively nitrogen-doped carbon materials as superior metalfree catalysts for oxygen reduction // Nature Communications. - 2018. - Vol. 9. - No. 1.

- P. 3376.

98. Wei Q., Tong X., Zhang G., Qiao J., Gong Q., Sun S. Nitrogen-Doped Carbon Nanotube and Graphene Materials for Oxygen Reduction Reactions // Catalysts. - 2015.

- Vol. 5. - No. 3. - P. 1574-1602.

99. Quílez-Bermejo J., Melle-Franco M., San-Fabián E., Morallón E., Cazorla-Amorós D. Towards understanding the active sites for the ORR in N-doped carbon materials through fine-tuning of nitrogen functionalities: an experimental and computational approach // Journal of Materials Chemistry A. - 2019. - Vol. 7. - No. 42. - P. 2423924250.

100. Biddinger E.J., Von Deak D., Ozkan U.S. Nitrogen-Containing Carbon Nanostructures as Oxygen-Reduction Catalysts // Topics in Catalysis. - 2009. - Vol. 52.

- No. 11. - P. 1566-1574.

101. Gong K., Du F., Xia Z., Durstock M., Dai L. Nitrogen-Doped Carbon Nanotube Arrays with High Electrocatalytic Activity for Oxygen Reduction // Science. - 2009. -Vol. 323. - No. 5915. - P. 760-764.

102. Guo D., Shibuya R., Akiba C., Saji S., Kondo T., Nakamura J. Active sites of nitrogen-doped carbon materials for oxygen reduction reaction clarified using model catalysts // Science. - 2016. - Vol. 351. - No. 6271. - P. 361-365.

103. She Y., Chen J., Zhang C., Lu Z., Ni M., Sit P.H.-L., Leung M.K.H. Nitrogen-doped graphene derived from ionic liquid as metal-free catalyst for oxygen reduction reaction and its mechanisms // Applied Energy. - 2018. - Vol. 225. - P. 513-521.

104. Podyacheva O.Yu., Ismagilov Z.R. Nitrogen-doped carbon nanomaterials: To the mechanism of growth, electrical conductivity and application in catalysis // Catalysis Today. - 2015. - Vol. 249. - P. 12-22.

105. Gutru R., Turtayeva Z., Xu F., Maranzana G., Thimmappa R., Mamlouk M., Desforges A., Vigolo B. Recent progress in heteroatom doped carbon based electrocatalysts for oxygen reduction reaction in anion exchange membrane fuel cells // International Journal of Hydrogen Energy. - 2023. - Vol. 48. - No. 9. - P. 3593-3631.

106. Bogdanovskaya V., Vernigor I., Radina M., Andreev V., Korchagin O., Novikov V. Carbon Nanotube Modified by (O,N,P) Atoms as Effective Catalysts for Electroreduction of Oxygen in Alkaline Media // Catalysts. - 2020. - Vol. 10. - No. 8. - P. 892.

107. Zhan X., Tong X., Gu M., Tian J., Gao Z., Ma L., Xie Y., Chen Z., Ranganathan H., Zhang G., Sun S. Phosphorus-Doped Graphene Electrocatalysts for Oxygen Reduction Reaction // Nanomaterials. - 2022. - Vol. 12. - No. 7. - P. 1141.

108. Zhang L., Niu J., Li M., Xia Z. Catalytic Mechanisms of Sulfur-Doped Graphene as Efficient Oxygen Reduction Reaction Catalysts for Fuel Cells // The Journal of Physical Chemistry C. - 2014. - Vol. 118. - No. 7. - P. 3545-3553.

109. Rambabu G., Turtayeva Z., Xu F., Maranzana G., Emo M., Hupont S., Mamlouk M., Desforges A., Vigolo B. Insights into the electrocatalytic behavior of nitrogen and sulfur co-doped carbon nanotubes toward oxygen reduction reaction in alkaline media // Journal of Materials Science. - 2022. - Vol. 57. - No. 35. - P. 16739-16754.

110. Zhao G., Shi L., Xu J., Yan X., Zhao T.S. Role of phosphorus in nitrogen, phosphorus dual-doped ordered mesoporous carbon electrocatalyst for oxygen reduction reaction in alkaline media // International Journal of Hydrogen Energy. - 2018. - Vol. 43.

- No. 3. - P. 1470-1478.

111. Li X., Liu G., Zheng H., Sun K., Wan L., Cao J., Asif S., Cao Y., Si W., Wang F., Bokhari A. Recent Advances on Heteroatom-Doped Porous Carbon—Based Electrocatalysts for Oxygen Reduction Reaction // Energies. - 2022. - Vol. 16. - No. 1.

- P. 128.

112. http: //www.nanotc. ru/

113. Богдановская В.А., Радина М.В., Корчагин О.В., Капустина Н.А., Казанский Л.П. Углеродные нанотрубки, модифицированные кислород- и азотсодержащими группами - перспективные катализаторы электровосстановления кислорода // Электрохимия. - 2020. - Т. 56. - №. 10. - С. 896-908.

114. Rocha R.P., G.P. Soares O.S., Gon?alves A.G., Orfao J.J.M., Pereira M.F.R., Figueiredo J.L. Different methodologies for synthesis of nitrogen doped carbon nanotubes and their use in catalytic wet air oxidation // Applied Catalysis A: General. -2017. - Vol. 548. - P. 62-70.

115. Unni S.M., Bhange S.N., Illathvalappil R., Mutneja N., Patil K.R., Kurungot S. Nitrogen-Induced Surface Area and Conductivity Modulation of Carbon Nanohorn and Its Function as an Efficient Metal-Free Oxygen Reduction Electrocatalyst for Anion-Exchange Membrane Fuel Cells // Small. - 2015. - Vol. 11. - No. 3. - P. 352-360.

116. Knupp S.L., Li W., Paschos O., Murray T.M., Snyder J., Haldar P. The effect of experimental parameters on the synthesis of carbon nanotube/nanofiber supported platinum by polyol processing techniques // Carbon. - 2008. - Vol. 46. - No. 10. - P. 1276-1284.

117. Tarasevich M.R., Karichev Z.R., Bogdanovskaya V.A., Lubnin E.N., Kapustin A.V. Kinetics of ethanol electrooxidation at RuNi catalysts // Electrochemistry Communications. - 2005. - Vol. 7. - No. 2. - P. 141-146.

118. Богдановская В.А., Тарасевич М.Р., Резникова, Л.А., Кузнецова Л.Н. Состав, поверхностная сегрегация и электрохимические свойства биметаллических PtM/C (M=Co, Ni, Cr) катализаторов// Электрохимия. - 2010. - Т. 46. - С. 1077-1087.

119. Богдановская В.А., Тарасевич М.Р., Кузнецова Л.Н., Радина М.В. Структура и характеристики наноразмерного PtCoCr катодного катализатора на углеродном носителе// ЖФХ. -2009. - Т. 83. - №. 12. - С. 2244-2249.

120. Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий, Г.А. Цирлина. Электрохимия. Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий, Г.А. Цирлина. М.: Химия, Колосс. - 2008. - C. 672.

121. Кнастер М.Б., Апельбаум Л.А. Растворимость водорода и кислорода в концентрированных растворах едкого кали // ЖФХ. - 1963 - №8. - С. 223.

122. Нефедов В. И., Черепин В. Т. Физические методы исследования поверхности твердых тел. Нефедов В. И., Черепин В. Т. - М.: Наука, - 1983. - С. 295.

123. Rheinländer P.J., Herranz J., Durst J., Gasteiger H.A. Kinetics of the Hydrogen Oxidation/Evolution Reaction on Polycrystalline Platinum in Alkaline Electrolyte Reaction Order with Respect to Hydrogen Pressure. // Journal of The Electrochemical Society. - 2014. - Vol. 161. - No. 14. - P. F1448-F1457.

124. Schmidt T.J., Gasteiger H.A., Stäb G.D., Urban P.M., Kolb D.M., Behm R.J. Characterization of High-Surface-Area Electrocatalysts Using a Rotating Disk Electrode Configuration. // Journal of The Electrochemical Society. - 1998. - Т. 145. - №. 7. - С. 2354-2358.

125. Тарасевич, М.Р., Хрущева, Е.И., Филиновский, В.Ю. Вращающийся дисковый электрод с кольцом. Тарасевич, М.Р., Хрущева, Е.И., Филиновский, В.Ю. М.: Наука, - 1987. - С.248.

126. Volfkovich Y.M., Sakars A.V., Volinsky A.A. Application of the standard porosimetry method for nanomaterials // International Journal of Nanotechnology. -2005. - Vol. 2. - No. 3. - P. 292.

127. Youssry M., Al-Ruwaidhi M., Zakeri M., Zakeri M. Physical functionalization of multi-walled carbon nanotubes for enhanced dispersibility in aqueous medium. // Emergent Materials. - 2020. - Vol. 3. - No. 1. - P. 25-32.

128. Богдановская В.А., Кольцова Э.М., Жутаева Г.В., Радина М.В., Казанский Л.П., Тарасевич М.Р., Скичко Е.А., Гаврилова Н.Н. Физикохимические свойства углеродных нанотрубок как носителей для катодных катализаторов топливных элементов. Структура поверхности и коррозионная устойчивость // Физикохимия поверхности и защита материалов. - 2016. - Т. 52. - №. 1. - С. 41-51.

129. Cao Y., He Y., Gang H., Wu B., Yan L., Wei D., Wang H. Stability study of transition metal oxide electrode materials // Journal of Power Sources. - 2023. - Vol. 560. - P. 232710.

130. Wang F.X. The Effect of HNO3 on Functionalization of CNTs. // Applied Mechanics and Materials. - 2013. - Vol. 457-458. - P. 280-283.

131. Vol'fkovich Yu.M., Sosenkin V.E., Nikol'skaya N.F. Hydrophilic-hydrophobic and sorption properties of the catalyst layers of electrodes in a proton-exchange membrane fuel cell: A stage-by-stage study // Russian Journal of Electrochemistry. - 2010. - Vol. 46. - No. 4. - P. 438-449.

132. Wang C., Zhou G., Liu H., Wu J., Qiu Y., Gu B.-L., Duan W. Chemical Functionalization of Carbon Nanotubes by Carboxyl Groups on Stone-Wales Defects: A Density Functional Theory Study // The Journal of Physical Chemistry B. - 2006. - Vol. 110. - No. 21. - P. 10266-10271.

133. Czerw R., Terrones M., Charlier J.-C., Blase X., Foley B., Kamalakaran R., Grobert N., Terrones H., Tekleab D., Ajayan P.M., Blau W., Rühle M., Carroll D.L. Identification of Electron Donor States in N-Doped Carbon Nanotubes // Nano Letters. - 2001. - Vol. 1. - No. 9. - P. 457-460.

134. Kang S., Kim H., Chung Y.-H. Recent developments of nano-structured materials as the catalysts for oxygen reduction reaction // Nano Convergence. - 2018. - Vol. 5. -No. 1. - P. 13.

135. Molina-García M.A., Rees N.V. Effect of catalyst carbon supports on the oxygen reduction reaction in alkaline media: a comparative study // RSC Advances. - 2016. -Vol. 6. - No. 97. - P. 94669-94681.

136. Ali A., Ali F., Irfan M., Muhammad F., Glowacz A., Antonino-Daviu J.A., Caesarendra W., Qamar S. Mechanical Pressure Characterization of CNT-Graphene Composite Material // Micromachines. - 2020. - Vol. 11. - No. 11. - P. 1000.

137. Contreras E., Dominguez D., Tiznado H., Guerrero-Sanchez J., Takeuchi N., Alonso-Nunez G., Contreras O.E., Oropeza-Guzman M.T., Romo-Herrera J.M. N-Doped carbon nanotubes enriched with graphitic nitrogen in a buckypaper configuration as efficient 3D electrodes for oxygen reduction to H2O2. // Nanoscale. - 2019. - Vol. 11. -No. 6. - P. 2829-2839.

138. Perazzolo V., Brandiele R., Durante C., Zerbetto M., Causin V., Rizzi G.A., Cerri I., Granozzi G., Gennaro A. Density Functional Theory (DFT) and Experimental Evidences of Metal-Support Interaction in Platinum Nanoparticles Supported on Nitrogen- and Sulfur-Doped Mesoporous Carbons: Synthesis, Activity, and Stability. // ACS Catalysis. - 2018. - Vol. 8. - No. 2. - P. 1122-1137.

139. Hansen T.W., DeLaRiva A.T., Challa S.R., Datye A.K. Sintering of Catalytic Nanoparticles: Particle Migration or Ostwald Ripening? // Accounts of Chemical Research. - 2013. - Vol. 46. - No. 8. - P. 1720-1730.

140. Volfkovich Yu.M., Mikhalin A.A., Rychagov A.Yu., Sosenkin V.E., Bograchev D.A. Activated Carbons as Nanoporous Electron-Ion-Exchangers. // Russian Journal of Electrochemistry. - 2020. - Vol. 56. - No. 11. - P. 869-882.

141. Kazarivov I.A., Volynsky V.V., Klyuev V.V. From alkaline accumulators to supercapacitors. Nickel oxide electrode: theory of processes and modern technologies of manufacture // Electrochemical Energetics. - 2017. - T. 17. - №. 4. - C. 173-224.

142. Quaino P., Juarez F., Santos E., Schmickler W. Volcano plots in hydrogen electrocatalysis - uses and abuses. // Beilstein Journal of Nanotechnology. - 2014. - Vol. 5. - P. 846-854.

143. https://www.chem-astu.ru/science/reference/potentials

144. Shi G., Yano H., Tryk D.A., Iiyama A., Uchida H. Highly Active, CO-Tolerant, and Robust Hydrogen Anode Catalysts: Pt-M (M = Fe, Co, Ni) Alloys with Stabilized Pt-Skin Layers. // ACS Catalysis. - 2017. - Vol. 7. - No. 1. - P. 267-274.

145. Arunkumar I., Kim A.R., Lee S.H., Yoo D.J. Enhanced fumion nanocomposite membranes embedded with graphene oxide as a promising anion exchange membrane for fuel cell application // International Journal of Hydrogen Energy. - 2024. - Vol. 52. - P. 139-153.

146. Sebastián D., Lemes G., Luque-Centeno J.M., Martínez-Huerta M.V., Pardo J.I., Lázaro M.J. Optimization of the Catalytic Layer for Alkaline Fuel Cells Based on Fumatech Membranes and Ionomer // Catalysts. - 2020. - Vol. 10. - No. 11. - P. 1353.

147. Korchagin O., Bogdanovskaya V., Vernigor I., Radina M., Stenina I., Yaroslavtsev A. Development of Hydrogen-Oxygen Fuel Cells Based on Anion-Exchange Electrolytes and Catalysts with Reduced Platinum Content // Membranes. - 2023. - Vol. 13. - No. 7. - P. 669.