Разработка нанокомпозитных электродов для источников тока в электронике тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.05, кандидат технических наук Гаврин, Станислав Станиславович

• Гаврин, Станислав Станиславович
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Гаврин, Станислав Станиславович

Введение.

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Топливные элементы в энергетике.

1.2. Топливные элементы с твердополимерным электролитом.

1.2.1. ТПЭ-мембраны.

1.2.2. Коллекторы тока.

1.2.3. Газодиффузионный подслой.

1.2.4. Каталитические слои.

1.2.5. Моделирование процессов в системах с ТПЭ и проблема оптимизации массопереноса.

1.3. Пористый кремний в топливных элементах.

1.3.1. Методы получения пористого кремния.

1.3.2. Механизм порообразования.

Глава 2. Методики эксперимента

2.1. Материалы и реактивы.

2.2. Приборы и оборудование.

2.3. Методы исследования

2.3.1. Абсорбционная спектрофотометрия и фотонно-корреляционная спектроскопия.

2.3.2. Зондовая микроскопия.

2.3.3. Рентгено-фотоэлектронная спектроскопия.

2.3.4. Рентгено-фазовый анализ.

2.3.5. Ex-situ вольтамперометрия.

2.3.6. In-situ вольтамперометрия.

Глава 3. Экспериментальная часть

3.1. Получение пористого кремния.

3.2. Синтез обратно-мицеллярных растворов с наночастицами платины и палладия

3.3. Разработка in-situ метода модифицирования пористого кремния

Глава 4. Результаты и обсуждение

4.1. Исследование влияния параметров прекурсора на адсорбционные свойства кремния.

4.2. Исследование влияния параметров пористого кремния и прекурсора на зарядовое состояние палладия и платины в композитах.

4.3. Исследование электрохимической активности композитов пористого кремния.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка нанокомпозитных электродов для источников тока в электронике»

Благодаря бурному развитию микро- и наноэлектроники, электронной и вычислительной техники масштабы производства традиционных источников тока постоянно увеличиваются, хотя перспективы их улучшения технически ограничены. В этой связи наблюдается стремительный рост спроса на химические источники тока с высокими техническими характеристиками, основными из которых являются экологическая чистота, высокие удельные энергетические характеристики, стабильное напряжение разряда, оптимальные массогабарит-ные показатели, относительно низкая стоимость.

Проблема поиска альтернативных источников энергии стала, особенно актуальной в связи с успехами нанотехнологии [1] и электрохимии и появлением таких новых средств, как нанотрубки, наномембраны, нанопористые подложки и т. д. Их использование, по мнению специалистов, может явиться основой нового поколения изделий, отвечающих потребностям рынка нано- и микросистемной техники [2-4].

В настоящее время наиболее перспективными источниками тока для электронной аппаратуры являются микромощные картриджные водородно-воздушные и литиевые элементы питания, совместимые с кремниевыми микрочипами [5-7]. Прежде всего, это касается военной и космической техники, медицины и биологии, транспортной и промышленной электроники, мобильных устройств. По сравнению с другими источниками тока они обладают более высокими удельными характеристиками, широким температурным интервалом эксплуатации, длительным сроком хранения, повышенной плотностью тока, мощностью, энергией и ёмкостью.

Принципиальные улучшения характеристик и устранение определенных недостатков источников тока предлагается осуществить использованием новейших достижений нанотехнологии с применением углеродных нанотрубок (УНТ) [8,9], нанокатализаторов и пористого кремния (ПК) [10]. Данные материалы представляют особый интерес благодаря ряду свойств, обуславливающих более высокую эффективность источников тока наряду с меньшим содержанием дорогостоящих катализаторов, а также возможность миниатюризации, интеграции на одном кристалле с электронными компонентами и упрощение конструкции источников тока за счет многофункциональности композитов на основе данных наноматериалов.

Цель настоящей работы заключалась в разработке научно-технических основ создания высокоэффективных нанокомпозитных электродов для низкотемпературных водородно-воздушных топливных элементов на основе матрицы наноструктурированного пористого кремния. Достижение указанной цели осуществлено путем разработки методики модифицирования пористого кремния наночастицами металлов с каталитическими свойствами и оптимизации структурных и электрохимических параметров полученных катодов и анодов.

В работе предстояло решить ряд научно-технических задач:

• Предложить метод синтеза наноструктурированного пористого кремния с контролируемыми параметрами и метод синтеза стабильных растворов на-ночастиц металлов с каталитическими свойствами.

• Разработать метод изготовления высокоэффективных электродов на основе пористого кремния.

• Исследовать физико-химические свойства каталитически активных электродов на основе матрицы наноструктурированного пористого кремния и установить их влияние на электрохимические характеристики анодов и катодов для топливных элементов.

• Установить оптимальные параметры пористого кремния и модифицирующих растворов для создания наиболее эффективных каталитически активных электродов.

На защиту выносятся:

1. Физико-химические свойства каталитически активных электродов на основе матрицы наноструктурированного пористого кремния с наноразмерными частицами платины и палладия.

2. Метод изготовления высокоэффективных электродов на основе пористого кремния.

3. Экспериментальные электрохимические характеристики анодов и катодов для топливных элементов.

4. Влияние типа проводимости и степени пористости пористого кремния, состава и параметров изготовления нанокомпозитных электродов на их каталитическую активность.

Научная новизна работы состоит в следующем:

Впервые было проведено модифицирование пористого кремния обратно-мицеллярными растворами с наночастицами палладия и платины и комплексно исследовано формирование каталитических центров платины и палладия на пористом кремнии разного типа проводимости и пористости.

Установлена корреляция между физико-химическими свойствами каталитически активных электродов на основе матрицы наноструктурированного пористого кремния, их составом, структурой и условиями изготовления.

Впервые определено влияние структуры каталитически активных электродов на основе матрицы наноструктурированного пористого кремния на их энергетические параметры.

Практическая ценность работы заключается в том, что:

Разработан метод изготовления каталитически активных электродов для источников тока в микро- и наноэлектронике, позволяющий снизить содержание дорогостоящих катализаторов в электродах на базе пористого кремния при сохранении высокой эффективности их работы.

Показаны преимущества разработанного метода изготовления каталитически активных электродов на базе пористого кремния перед методом импрег-нирования в стабильных растворах с наночастицами катализаторов.

Установлены оптимальные параметры пористого кремния и модифицирующих растворов платины, при которых достигается наибольшая эффективность работы композитных электродов.

Заключение диссертации по теме «Электрохимия», Гаврин, Станислав Станиславович

ВЫВОДЫ

1. Разработан метод получения высокоэффективных композитных электродов на основе наноструктурированного пористого кремния с содержанием благородных металлов менее 0,5 мг/см2. Благодаря формированию наночастиц катализаторов в порах ПК удается эффективно стабилизировать в пористой матрице наночастицы размерами менее 10 нм и повысить активность наноком-позитов до 6 раз по сравнению с методом пропитки.

2. Впервые установлена корреляция между физико-химическими свойствами композитов ПК и свойствами прекурсоров - модифицирующих растворов и матрицы ПК. Показано проявление размерного эффекта наночастиц палладия и платины, приводящего к эффективному использованию катализатора в составе композитов ПК как п-, так и р-типа.

3. Впервые обнаружена возможность образования электронодефицитных нанокомпозитов ПК с платиной и палладием (Ме+8/Ме-8Г), которые могут приводить к ускорению электрохимических реакций.

4. Показано,, что оптимальными электрохимическими-характеристиками обладают композиты ПК с наибольшей пористостью (более 60%), модифицированные растворами- палладия и платины, содержащими, фракции с наименьшими размерами наночастиц.

5. Электроды, изготовленные по разработанной методике, показали высокую стабильность: при ресурсе работы более 1000 часов снижение плотности тока составило 15%.

6. Установлено, что необходимым критериям работы электрода в качестве катодов ТЭ соответствуют композиты. ПК р-типа с платиной, оптимальным выбором композитов ПК для анода является использование композитов ПК п-типа с палладием и платиной.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Гаврин, Станислав Станиславович, 2010 год

1. Борисенко В.Е. Наноэлектроника — основа информационных систем XX1.века//Соросовский Образовательный Журнал. 1997. № 5. С. 100-104.

2. Багоцкий B.C., Осетрова Н.В., Скундин A.M. Топливные элементы. Современное состояние и основные научно-технические проблемы // Электрохимия. Т. 39, № 10. С. 1027-1045.

3. Коровин Н.В. Топливные элементы и электрохимические энергоустановки: состояние развития и проблемы // Альтернативная энергетика и экология. 2004. № 10. С. 8-14.

4. Малышенко С.В., Кулешов Н.В., Коровин Н.В. Учебное пособие по топливным элементам для, студентов и аспирантов «Водородная и электрохимическая энергетика». М.: Издательский дом МЭИ; 2007. 55 С.

5. Zhiyong X., Guizhen Y., Chunhua F., Philip С. H: Chan, I-Ming H. A silicon-based fuel cell micro power system using a microfabrication technique // J. Mi-cromech. Microeng. 2006. V. 16. P. 2014-2020.

6. Львов А.Л. Литиевые химические источники тока // Соросовский образовательный журнал. 2001. № 3. С. 45-51.

7. Скундин А.М. Литий-ионные аккумуляторы: современное состояние, проблемы и перспективы // Электрохимическая энергетика. 2001. Т. 1, № 1,2. С. 5-15.

8. Зимин С.П. Пористый кремний материал с новыми свойствами // Соросовский образовательный журнал. 2001. № 1. С. 101-107.

9. Багоцкий B.C., Скундин А.М. Химические источники тока. М.: Энергоиздат, 1981.360 С.

10. Kuan-Lun Chu, Gold S., Subramanian V., Chang Lu, Shannon M.A., Masel R.I. A nanoporous silicon membrane electrode assembly for on-chip micro fuel cell applications // Journal of Microelectromechanical Systems. 2006. V. 15, № 3. P. 671-677.

11. Kelley S.C., Deluga G.A., Smyrl W.H. Miniature fuel cells fabricated on silicon substrates // AIChE Journal. 2002. V. 48, № 5. P. 1071-1082.

12. Taylor A., Lucas В., Guo L., Thompson L. Nanoimprinted electrodes for microfuel cell applications //Journal of Power Sources. 2007. V. 171, №T. P. 218-223.

13. Yu J. Fabrication of a miniature twin-fuel-cell on silicon wafer // Electrochimica Acta. 2003. V. 48, № 11. P. 1537-1541.

14. Meyers J.P., Maynard H.L. Design considerations for miniaturized РЕМ fuel cells // Journal of Power Sources. 2002. Vk 109; № Г. P. 76-88.

15. Haile S.M. Fuel cell materials and components // Acta Materialia. 2003. V. 51, № 19. P. 5981-6000.

16. Кузубов A.A., Попов M.H., Втюрин M.A. Квантовохимическое изучение процесса сорбции-десорбции водорода на углеродных нанотрубках // Вестник КрасГАУ. 2006. № 2. Р. 90-94.

17. Zhao Х.В., Xiao В., Fletcher A.J., Thomas К.М. Hydrogen Adsorption on Func-tionalized Nanoporous, Activated Carbons // The Journal of Physical'Chemistry B. 2005. V. 109; № 18. P. 8880-8888.

18. Jhi< S., Kwon Y. Hydrogen adsorption on boron nitride nanotubes: A path to room-temperature hydrogen storage // Phys. Rev. B. 2004. V. 69, № 24. PI (245407)-l-(245407)-4.

19. Kulkova S. Hydrogen adsorption on Pd/TiFe (110) surface // Solid State Communications. 2003. V. 126, № 7. P. 405-408.

20. Ralph T.R., Hogarth M.P. Catalysis for low temperature fuel cells // Platinum Metal Review. 2002. V. 46, № 3. P. 117-135.

21. Yen T.J., Fang N., Zhang X., Lu G.Q., Wang C.Y. A micro methanol fuel cell operating at near room temperature // Appl. Phys. Lett. 2003. V. 83, № 19. P.4056-4058.

22. Lu G.Q., Wang C.Y., Yen T.J., Zhang X. Development and characterization of a silicon-based micro direct methanol fuel cell // Electrochimica Acta. 2004. V. 49, №5. P. 821-828.

23. Kamarudin S., Achmad F., Daud W. Overview on the application of direct methanol fuel cell (DMFC) for portable electronic devices // International Journal of Hydrogen Energy. 2009. V. 34, № 16. P. 6902-6916.

24. Cathro K.J., Weeks C.H. Acid fuel cell batteries using soluble fuels I. Formaldehyde - air system // Energy Conversion. 1971. V. 11, № 4. P. 133-141.

25. Bi Y. h ftp. Efficient generation of hydrogen from biomass without carbon monoxide at room temperature Formaldehyde to hydrogen catalyzed by Ag nano-crystals // International Journal of Hydrogen Energy. 2010. V. 35, № 13. P. 71777182.

26. Zhu Z., Wang Z., Li H. Self-assembly of palladium nanoparticles on functional multi-walled carbon nanotubes for formaldehyde oxidation // Journal of Power Sources. 2009. V. 186, № 2. P. 339-343.

27. Ha S., Dunbar Z., Masel R.I. Characterization of a high performing passive direct formic acid fuel cell // Journal of Power Sources. 2006. V. 158, №4. P. 129136.

28. Ha S., Rice C.A., Masel R.I., Wieckowski A. Methanol conditioning for improved performance of formic acid fuel cells // Journal of Power Sources. 2002. V. 112, №2. P. 655-659.

29. Rice C.A., Ha S., Masel R.I., Wieckowski A. Catalysts for direct formic acid fuel cells // Journal of Power Sources. 2003. V. 115, № 2. P. 229-235.

30. Yu X., Pickup P.G. Recent advances in direct formic acid fuel cells (DFAFC) // Journal of Power Sources. 2008. V. 182, № 1. P. 124-132.

31. Uhm S., Kwon Y., Chung S.T., Lee J. Highly effective anode structure in a direct formic acid fuel cell // Electrochimica Acta. 2008. V. 53, № 16. P. 5162-5168.

32. Kim H.S., Morgan R.D., Gurau B., Masel R.I. A miniature direct formic acid fuel cell battery // Journal of Power Sources. 2009. V. 188, № 1. P. 118-121.

33. Rice C.A., Ha S., Masel R.I., Waszczuk P., Wieckowski A., Barnard T. Direct formic acid fuel cells // Journal of Power Sources. 2002. V. 111, № 1. P. 83-89:

34. Tang Y., Yuan W., Pan M., Tang B., Li Z., Wan Z. Effects of structural aspects on the performance of a passive air-breathing direct methanol fuel cell // Journal of Power Sources. 2010. V. 195, № 17. P. 5628-5636.

35. Barrett S. Neah unveils silicon-based micro fuel cells // Fuel Cells Bulletin.2003. P. 2.

36. Litster S., McLean G. PEM fuel cell electrodes // Journal of Power Sources.2004. V. 130; №1-2. P. 61-76.

37. Costamagna P., Srinivasan S. Quantum jumps in the PEMFC science and technology from the 1960s to the year 2000: Part I. Fundamental scientific aspects // Journal of Power Sources. 2001. V. 102, № 1-2. P. 242-252.

38. Costamagna P., Srinivasan S. Quantum jumps in the PEMFC science and technology from the 1960s to the year 2000: Part EL Engineering, technology development and application aspects // Journal of Power Sources. 2001. V. 102, № 1-2. P. 253-269.

39. Antolini E. Review in Applied Electrochemistry. Number 54 Recent Developments in Polymer Electrolyte Fuel Cell Electrodes // Journal of Applied Electrochemistry. 2004. V. 34, № 6. P. 563-576.

40. Savadogo O. Status on the Development of Membrane for Polymer Electrolyte Fuel Cells (PEMFCs) // Proceedings of the 13th World Hydrogen Energy Conference. 2000. V. 2, № 9. P. 757-765.

41. San Martin J.I., Zamora I., San Martin J.J., Aperribay V., EguiaP. Hybrid fuel cells technologies for electrical microgrids // Electric Power Systems Research. 2010. V. 80, № 9. p. 993-1005.

42. Cowey K., Green K., Mepsted G., Reeve R. Portable and military fuel cells // Current Opinion in Solid State and Materials Science. 2004. V. 8, № 5. P. 367371.

43. Xiao Z., Feng C., Chan P., Hsing I. Monolithically integrated planar microfuel cell arrays // Sensors and Actuators B: Chemical. 2008. V. 132, № 2. P. 576-586.

44. Pichonat T. MEMS-Based Micro Fuel Cells as Promising Power Sources for Portable Electronics // Micro Fuel Cells. Boston: Academic Press, 2009. P. 51-97.

45. Zhong Z., Chen J., Peng R. Design and Performance Analysis of Micro Proton Exchange Membrane Fuel Cells // Chinese Journal of Chemical Engineering. 2009. V. 17, № 2. P. 298-303.

46. Kuriyama N., Kubota T., Okamura D., Suzuki T., Sasahara J. Design-and fabrication of MEMS-based monolithic fuel cells // Sensors and Actuators A: Physical. 2008. V. 145-146. P. 354-362.

47. Wan N., Wang G. An integrated composite membrane electrode assembly (IC-MEA) and its application in small H2/air fuel cells // Journal of Power Sources. 2006. V. 159, № 2. P. 951-955.

48. Cho E.A., Jeon U.-S., Ha H.Y., Hong S.-A., Oh I.-H. Characteristics of composite bipolar plates for polymer electrolyte membrane fuel cells // Journal of Power Sources. 2004. V. 125, № 2. P. 178-182.

49. Norby T. Solid-state protonic conductors: principles, properties, progress and prospects // Solid State Ionics. 1999. V. 125, № 1-4. P. 1-11.

50. Alberti G., Casciola M. Solid state protonic conductors, present main applications and future prospects // Solid State Ionics. 2001. V. 145, № 1-4. P. 3-16.

51. Mauritz K.A. Organic-inorganic hybrid materials: perfluorinated ionomers as sol-gel polymerization templates for inorganic alkoxides // Materials Science and' Engineering: C. 1998. V. 6, № 2-3. P. 121-133.

52. Wakizoe M., Velev O.A., Srinivasan S. Analysis of proton exchange membrane fuel cell performance with alternate membranes // Electrochimica Acta. 1995. V. 40, №3. P. 335-344.

53. Anantaraman A.V., Gardner C.L. Studies on ion-exchange membranes. Part 1. Effect of humidity on the conductivity of Nafion® // Journal of Electroanalytical Chemistry. 1996. V. 414, № 2. P. 115-120.

54. Peighambardoust S., Rowshanzamir S., Amjadi M. Review of the proton- exchange membranes for fuel cell applications // International Journal of Hydrogen Energy. 2010. V. 35. № 17. P. 9349-9384.

55. Kuo P., Jheng W.-H., Liang W.-J., Chen W.-F. Inorganic-organic hybrid polymer electrolyte based'on polysiloxane/poly(maleic imide-co-styrene) network // Journal of Power Sources. 2010. V. 195, № 19. P. 6434-6442.

56. Добровольский Ю.А., Писарева A.B., Леонова Л.С., Карелин А.И. Новые протонпроводящие мембраны для топливных элементов и газовых сенсоров // Альтернативная энергетика и экология. 2004. № 12. С. 36-41.

57. Feng С., Chan P.C., Hsing I. Catalyzed microelectrode mediated by polypyr-role/Nafion® composite film for microfabricated fuel cell applications // Electrochemistry Communications. 2007. V. 9, № 1. P. 89-93.

58. Gold S. Acid loaded porous silicon as a proton exchange membrane for microfuel cells // Journal of Power Sources. 2004. V. 135, JNb 1-2. P. 198-203.

59. Miyake N., Wainright J.S., Savinell R.F. Evaluation of a Sol-Gel Derived Na-fion/Silica Hybrid Membrane for Proton Electrolyte Membrane Fuel Cell Applit cations: I. Proton Conductivity and Water Content // J. Electrochem. Soc. 2001.

60. V. 148, № 8. P. A898-A904.

61. Miyake N., Wainright J.S., Savinell R.F. Evaluation of a Sol-Gel Derived Na-fion/Silica Hybrid Membrane for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Applications: П. Methanol Uptake and Methanol Permeability // J. Electrochem.

62. Soc. 2001. V. 148, № 8. P. A905-A909.

63. Zhang X., Shen Z. Carbon fiber paper for fuel cell electrode // Fuel. 2002. V. 81, № 17. P. 2199-2201.

64. Володин A.A., Герасимова E.B., Фролова JI.A., Добровольский Ю.А., Тарасов Б.П. Синтез углеродных нановолокон на кластерах платины и исследование каталитических свойств полученных композитов // ISJAEE. 2007. № 9. С. 49-55.

65. Ефимова M.M., Орехова H.B., Терещенко Г.Ф., Карпачева Г.П., Пензин Р.А., Земцов JI.M. Металлоуглеродные наноструктурированные мембранные катализаторы. Киев: AHEU, 2005. С. 920-923.

66. Li X., Hsing I. The effect of the Pt deposition method and the support on Pt dispersion on carbon nanotubes // Electrochimica Acta. 2006. V. 51, № 25. P. 52505258.

67. Герасимова E.B., Володин A.A., Архангельский M.B., Добровольский Ю.А., Тарасов Б.П. Платина-наноуглеродные электрокатализаторы для во-дородно-воздушных топливных элементов // ISJAEE. 2007. № 7. С. 92-96.

68. Guo D., Li Н. High dispersion and electrocatalytic properties of palladium nano-particles on single-walled carbon nanotubes // Journal of Colloid, and Interface Science. 2005. V. 286, № 1. P. 274-279.

69. Escudero M.J., Hontañón E., Schwartz S., Boutonnet M., Daza L. Development and performance characterization of new electrocatalysts for PEMFC // Journal of Power Sources. 2002. V. 106, № 1-2. P. 206-214.

70. Pattabiraman R. Electrochemical investigations on carbon supported palladium catalysts // Applied Catalysis A: General. 1997. V. 153, № 1-2. P. 9-20:

71. Gloaguen F., Le'ger J., Lamy C. Electrocatalytic oxidation of methanol on platinum nanoparticles electro deposited onto porous carbon substrates // Journal of Applied Electrochemistry. 1997. V. 27, № 9. P. 1052-1060.

72. Verde Y., Alonso-Nuftez G., Miki-Yoshida M., Jose-Yacaman M., Ramos V.H., Keer A. Active area and particle size of Pt particles synthesized from (NH4)2PtCI6 on a carbon support // Catalysis Today. 2005. V. 107-108. P. 826-830.

73. O'Hayre R., Lee S.-J., Cha S.-W., Prinz F.B. A sharp peak in the performance of sputtered! platinum fuel cells at ultra-low platinum loading // Journal of Power Sources. 2002. V. 109; № 2. P: 483-493.

74. Xiong L., Manthiram A. High performance membrane-electrode assemblies with ultra-low Pt loading for proton4 exchange membrane fuel cells // Electrochimica Acta. 2005. V. 50, №16-17. P: 3200-3204.

75. Baranov I., Fateev V., Sysoev A., Tsypkin M. Mathematical model of PEM-Fuel Cell catalytic layer // HYPOTHESIS П International Symposium. 1997. P. 85.

76. Эфрос A.JI., Шкаловский Б.И. Электронные свойства легированных полупроводников. М:: Наука, 1979. 416 С.

77. Белоглазов В.Ю., Баранов И.Е., Шатковский А.С. Топливный элемент с твердополимерным электролитом: структура, каталитического слоя7/ Электрохимическая энергетика. 2010. Т. 10, № 1. С. 29-33.

78. Shi Z., Wu S., Szpunar J.A. Synthesis of palladium, nanostructures by spontaneous electroless deposition // Chemical Physics Letters. 2006. V. 422, № 1-3. P.' 147-151.

79. Li F., Zhang В., Dong S., Wang E. A novel method of electrodepositing highly dispersed nano palladium particles on glassy carbon electrode // Electrochimica^ Acta. 1997. V. 42, № 16. P. 2563-2568.

80. Feng M., Puddephatt R.J. Chemical vapor deposition of macroporous platinum and palladium-platinum alloy films by using polystyrene spheres as templates // Chem. Mater. 2003. № 15. P. 2696-2698.

81. Caillard A., Brault P., Mathias J., Charles C., Boswell R.W., Sauvage T. Deposition and diffusion of platinum nanoparticles in porous carbon assisted by plasma* sputtering // Surfáce and Coatings Technology. 2005. V. 200, № 1-4. P. 391-394.

82. Frelink Т., Visscher W., Сох A.P., van Veen J.A.R. Ellipsometry and dems study of the electrooxidation of methanol at Pt and Ru- and Sn- promoted Pt // Electro-chimica Acta. 1995. V. 40, № 10. P. 1537-1543.

83. Steinhart M., Jia Z., Schaper A.K., Wehrspohn R.B., Gosele U., Wendorff J.H. Palladium Nanotubes with Tailored Wall Morphologies // Adv. Mater. 2003. V. 15, №9. P. 706-709.

84. Dubau L., Hahn F., Coutanceau C., Léger J.-M., Lamy C. On the structure effects of bimetallic PtRu electrocatalysts towards methanol oxidation // Journal of Electroanalytical Chemistry. 2003. V. 554-555. P. 407-415.

85. Marshall A., Borresen В., Hagen G., Tsypkin M., Tunold M. Preparation and characterisation of nanocrystalline IrxSnj-хОг electrocatalytic powders // Materials Chemistry and Physics. 2005. V. 94, № 2-3. P. 226-232.

86. Wu G., Li L., Li J.-H., Xu B.-Q. Polyaniline-carbon composite films as supports of Pt and PtRu particles for methanol electrooxidation // Carbon. 2005. V. 43, № 12. P. 2579-2587.

87. Liang Y., Zhang H., Yi В., Zhang Z., Tan Z. Preparation and characterization of multi-walled, carbon nanotubes supported PtRu catalysts for proton exchange membrane fuel cells // Carbon. 2005-. V. 43, № 15. P: 3144-3152.

88. Xue X., Lu Т., Liu C., Xing W. Simple and controllable synthesis of highly dispersed Pt-Ru/C catalysts by a two-step spray pyrolysis process // Chem. Commun. 2005. № 12. P. 1601-1603.

89. Li W., Liang С., Qiu J., Zhou W., Han H., Wei Z., Sun G., Xin Q. Carbon nano-tubes as support for cathode catalyst of a direct methanol fuel1 cell // Carbon. 2002. V. 40, № 5. P. 791-794.

90. Lamy C., Rousseau S., Belgsir E.M., Coutanceau C., Léger J.-M. Recent progress in the direct ethanol fuel cell: development of new platinum-tin electro-catalysts //Electrochimica Acta. 2004. V. 49, № 22-23. P. 3901-3908.

91. Uhlir A. Electrolytic Shaping of Germanium and Silicon // Bell Syst. Tech. J. 1956. V. 35, № 2. P. 333-338.

92. Turner D.R. Electropolishing Silicon in Hydrofluoric Acid Solutions // J. Elec-trochem. Soc. 1958. V. 105, № 7. P. 402.100: Maynard H.L., Meyers J.P. Article comprising micro fuel cell: United States Patent 6541149.

93. Pap A.E., Kordâs K., Peura R., Leppâvuori S. Simultaneous chemical silver and palladium deposition on porous silicon; FESEM, ТЕМ, EDX and XRD investigation //Applied Surface Science. 2002. V. 201, № 1-4. P. 56-60.

94. Kanungo J., Maji S., Saha H., Basu S. Chemical surface modification of porous silicon with palladium and characterizations // Materials Science and5 Engineering: B. 2010. V. 167, № 2. P. 91-96.

95. Manilov A.I., Alekseev S.A., Skryshevsky V.A., Litvinenko S.V., Kuznetsov G.V., Lysenko V. Influence of palladium particles impregnation on hydrogen behavior in meso-porous silicon // Journal of Alloys and Compounds. 2010. V. 492, № i-2. P. 466-472.

96. Rahimi F., Iraji zad A. Effective factors on Pd growth on porous silicon by electroless-plating: Response to hydrogen // Sensors and Actuators B: Chemical.2006. V. 115, № l. p. 164-169.

97. Старков B.B., Редькин А.Н., Дубонос С.В. Нановолокнистый углерод в градиентно-пористой структуре кремния // Письма в ЖТФ. 2006. Т. 32, № 2. С. 67-71.

98. Wainright J.S., Savinell R.F., Liu С.С., Litt M. Microfabricated fuel cells // Electrochimica Acta. 2003. V. 48, JVb 20-22. P. 2869-2877.

99. Lee S.J., Chang-Chien A., Cha S.W., O'Hayre R., Park Y.I., Saito Y., Prinz F.B. Design and fabrication of a micro fuel cell array with "flip-flop" interconnection // Journal of Power Sources. 2002. V. 112, № 2. P. 410-418.

100. Yamazaki Y. Application of MEMS technology to micro fuel cells // Electrochimica Acta. 2004. V. 50, № 2-3. P. 663-666.

101. Старков B.B. Монолитные топливные элементы на основе кремния // На-но- и микросистемная техника. 2006. № 3. С. 26-30.

102. Волков Е.В., Гаврилин Е.Ю., Добровольский П.П., Старков В.В. Водо-родно-воздушный топливный элемент на основе макропористого кремния // Нано- и микросистемная техника. 2006. №10. С. 40-47.

103. Bertolotti М., Carassiti F., Fazio Е., Ferrari A., La Monica S., Lazarouk S., Liakhou G., Maiello G., Proverbio E., Schirone L. Porous silicon obtained by anodization in the transition regime // Thin Solid Films. 1995. V. 255, № 1-2. P: 152-154.

104. Lazarouk S.K., Tomlinson A.A. Formation of pillared arrays by anodization of silicon in the boundary transition region: an AFM and XRD study // J. Mater. Chem. 1997. V. 7, № 4. P. 667-671.

105. Балагуров JI.A. Пористый кремний: Получение, свойства, возможные применения // Материаловедение. 1998. № 1. С. 50-56.

106. Canham L.T. Silicon quantum wire array fabrication by electrochemical and chemical dissolution of wafers // Appl. Phys. Lett. 1990. V. 57, № 10. P. 1046.

107. Нечитайлов A.A., Астрова E.B. Методы комплексной аттестации электродов на основе пористого кремния для топливных элементов // ISJAEE. 2007. №2. С. 66-71.

108. Горячев Д.Н., Беляков JI.B., Сресели О.М. О механизме образования пористого кремния // ФТП. 2000. Т. 34, № 9. С. 1130-1134.

109. Кашкаров П.К. Необычные свойства пористого кремния // Соросовский Образовательный Журнал. 2001. № 1. С. 102-107.

110. Canham L.T. Properties of Porous Silicon. Malvern. UK: DERA, 1997. 405 P.

111. Зимин С.П. Классификация электрических свойств пористого кремния // ФТП. 2000. V. 34, № 3. Р. 359-363.

112. Миронов JI.B. Основы сканирующей электронной микроскопии. М.: Техносфера, 2004. 144 С.

113. Ковба JI.M., Трунов В.К. Рентгенофазовый.анализ. 2ой изд. М.: Издательство Московского Университета, 1976. 18 С.

114. Bontempelli1 G., Toniolo R. Measurment methods | Electrochemical: Linear Sweep and Cyclic Voltammetry // Encyclopedia' of Electrochemical Power Sources. Amsterdam: Elsevier, 2009. P. 643-654.

115. Lamy-Pitara E., Bencharif L., Barbier J. Effect of sulphur on the properties of platinum catalysts as characterized by cyclic voltammetry // Applied Catalysis. 1985. V. 18, № l.P. 117-131.

116. Shan J., Pickup P.G. Characterization of polymer supported catalysts by cyclic voltammetry and rotating disk voltammetry // Electrochimica Acta. 2000. V. 46, № l.P. 119-125.

117. Rand D., Woods R. A study of the dissolution of platinum, palladium, rhodium» and gold electrodes in 1 m sulphuric acid by cyclic voltammetry // Journal of Electroanalytical Chemistry. 1972. V. 35, № 1. P. 209-218.

118. Дамаскин Б.Б., Петрий O.A., Подловченко Б.И:, Сафонов В.А., Стенина Е.В., Федорович Н.В. Практикум по электрохимии. М.: Высш. шк., 1991. 288 С.

119. Краснов К.С., Воробьев Н.К., Годнев И.Н., Васильева В.Н., Васильев В.П., Киселева B.JL, Белоногов К.Н., Гостикин В.П. Физическая химия. 3-е изд. М.: Высш. шк., 2001. Т. 2. 319 С.

120. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А., Цирлина Т.А. Электрохимия. М.: Химия,2001.624 С.

121. Крылов О.В. Гетерогенный катализ. М.: Академкнига, 20041.679 С.

122. Loster М., Friedrich К.А., Scherson D.A. Assembly and Electrochemical Characterization of Nanometer-Scale Electrode|Solid Electrolyte Interfaces // The Journal of Physical Chemistry B. 2006. V. 110, № 37. P. 18081-18087.

123. Максимов Ю.М., Подловченко Б.И., Гладышева Т.Д., Колядко Е.А. Структурные и сорбционные свойства систем Pt-полианилин и Pd-полианилин, полученных при циклировании электродного потенциала // Электрохимия. 1999. Т. 35. С. 1388-1394.

124. Wu J., Yuan X.Z., Wang H., Blanco M., Martin J.J., Zhang J. Diagnostic tools in РЕМ fuel cell research: Part I Electrochemical techniques // International Journal of Hydrogen Energy. 2008. V. 33, № 6. P. 1735-1746.

125. Khajeh-Hosseini-Dalasm N., Kermani M.J., Moghaddam DIG., Stockie J.M. A parametric study of cathode catalyst layer structural parameters on the performance of a РЕМ fuel cell // International Journal of Hydrogen Energy. 2010. V. 35, № 6. P. 2417-2427.

126. Thanasilp S., Hunsom M. Effect of MEA fabrication techniques on the cell performance of Pt-Pd/C electrocatalyst for oxygen reduction in РЕМ'fuel cell // Fuel. 2010: V. 89, № 12. P: 3847-3852.

127. Borup R.L., Davey J.R., Garzon F.H., Wood DiL., Inbody M.A. РЕМ fuel cell electrocatalyst durability measurements // Journal of Power Sources. 2006. V. 163, № 1. P. 76-81.

128. Qi Z., Kaufman» A. Low Pt loading high performance cathodes for РЕМ fuel cells // Journal of Power Sources. 2003. V. 113, № 1. P. 37-43.

129. Кузнецов B.C., Капистин A.B. Режимы порообразования, связанные с токовыми неустойчивостями // Письма в ЖТФ. 1996. Т. 22, № 10, часть 2. С. 35-39.

130. Шелль Э. Самоорганизация в полупроводниках. М.: Мир, 1991. 459 С.

131. Egorova Е.М., Revina A.A. Synthesis of metallic nanoparticles in reverse micelles in the presence of quercetin // Colloids and Surfaces A: Physicochemicaland Engineering Aspects. 2000. V. 168, № 1. P. 87-96.

132. Кезиков A.H., Ревина A.A., Брянцева H.B., Магомедбеков Э.П. Радиаци-онно-химический синтез стабильных наночастиц палладия в обратных мицеллах // Успехи в химии и химической технологии. 2003. Т. 17, № 10. С. 69-72.

133. Ревина А.А., Кезиков А.Н., Алексеев А.В., Хайлова Е.Б., Володько В.В. Радиационно-химический синтез наночастиц металлов // Нанотехника. 2005. №4. С. 105-111.

134. Ревина А.А., Кезиков А.Н., Ларионов О.Г., Дубенчук В.Т. Синтез и физико-химические свойства стабильных наночастиц- палладия // Журн. Росс, хим. о-ва им. Д.И. Менделеева. 2006. № 4. с. 55-60.

135. Polisski S-., Goller В., Wilson К., Kovalev D., Zaikowskii V., Lapkin A. In situ synthesis and catalytic activity in CO oxidation of metal nanoparticles supported on porous nanocrystalline silicon // Journal of Catalysis. 2010. V. 271, № 1. P. 59-66.

136. Satishkumar G., Titelman L., Landau M. Mechanism for the formation of tin oxide nanoparticles and nanowires inside the mesopores of SBA-15 // Journal of Solid State Chemistry. 2009. V. 182, № 10. P. 2822-2828.

137. Pourahmad A., Sohrabnezhad S. Preparation and characterization of Ag nanowires in mesoporous MCM-41 nanoparticles template by chemical reduction method // Journal of Alloys and Compounds. 2009. V. 484, № 1-2. P. 314-316.

138. Cai W., Zhang Y., Jia J., Zhang L. Semiconducting optical properties of silver/silica mesoporous composite // Appl. Phys. Lett. 1998. V. 73, № 19. P. 2709.

139. Arbiol J., Cabot A., Morante J.R., Chen F., Liu M. Distributions of noble metal Pd and Pt in mesoporous silica // Appl. Phys. Lett. 2002. V. 81, № 18. P. 3449.

140. Arbiol J., Rossinyol E., Cabot A., Peiro F., Cornet A., Morante J.R., Chen F., Liu M. Noble Metal Nanostructures Synthesized inside Mesoporous Nanotem-plate Pores // Electrochem. Solid-State Lett. 2004. V. 7, № 7. P. J17-J19.

141. Tsuboi Т., Sakka Т., Ogata Y.H. Metal deposition into a porous silicon layer by immersion plating: Influence of halogen ions // J. Appl. Phys. 1998. V. 83, №8. P. 4501.

142. Tsamis C., Tsoura L., Nassiopoulou A.G., Travlos A., Salmas C.E., Hatzilybe-ris K.S., Androutsopoulos G.P. Hydrogen catalytic oxidation reaction on Pd-doped porous silicon // Sensors Journal, IEEE. 2002. V. 2, № 2. P. 89-95.

143. Harraz F.A., Sakka T., Ogata Y.H. Effect of chloride ions on immersion plating of copper onto porous silicon from a methanol solution // Electrochimica* Acta. 2002. V. 47, № 8. P. 1249-1257.

144. Unal B., Parbukov A.N., Bayliss S.C. Photovoltaic properties of a novel stain etched porous silicon and its application in photosensitive devices // Optical Materials. V. 17, № 1-2. P. 79-82.

145. Renaux C., Scheuren V., Flandre D. New experiments on the electrodeposition of iron in porous silicon // Microelectronics Reliability. 2000. V. 40, № 4-5. P. 877-879.

146. Ogata Y., Kobayashi K., Motoyama M. Electrochemical metal deposition on silicon // Current Opinion in Solid State and Materials Science. 2006. V. 10, № 34. P. 163-172.

147. Fukami K., Kobayashi K., Matsumoto T., Kawamura Y.L., Sakka T., Ogata

148. Y.H. Electrodeposition of Noble Metals into Ordered Macropores in p-Type Silicon // J. Electrochem. Soc. 2008. V. 155; №6. P. D443-D448.

149. Kobayashi K., Harraz F.A., Izuo S., Sakka T., Ogata Y.H; Microrod and Microtube Formation by Electrodeposition of Metal into Ordered Macropores Prepared in p-Type Silicon //J. Electrochem. Soc. 2006. V. 153, № 4. P. C218-G222.

150. Harraz F.A., Kamada K., Sasano J., Izuo S., Sakka T., Ogata Y.H. Pore filling of macropores prepared in p-type silicon by copper deposition // phys. stat. sol. (a). 2005. V. 202, № 8. P. 1683-1687.

151. Sato H., Homma T., Mori K., Osaka T., Shoji S. Electrochemical: formation process of Si macropore and metal filling for high aspect ratio metal microstructure using single electrolyte system // Electrochemistry. 2005. V. 73, № 4. P. 2752781

152. Fang C., Foca E., Sirbu L., Garstensen J., Foil Hi, Tiginyanu I.M. Formation of metal wire arrays via electrodeposition in pores of Si, Ge and III-V semiconductors // phys. stat. sol. (a). 2007. V. 204, № 5. P. 1388-1393.

153. Fang C., Foca E., Xu S., Carstensen J., Foil H. Deep Silicon Macropores Filled with Copper by Electrodeposition // J. Electrochem. Soc. 2007. V. 154, №1. P. D45-D49.

154. Jeske M., Schultze J.W., Thonissen M., Mtinder H. Electrodeposition of metals into porous,silicon // Thin Solid Films. 1995. V. 255, № 1-2. P. 63-66.

155. Herino R., Jan P., Bomchil G. Nickel Plating on Porous Silicon // J. Electro-chem*. Soc. 1985; V. 132, № l-O'i P. 2513-2514;

156. Fukami K., Tanaka Y., Chourou M.L., Sakka T., Ogata Y.H. Filling of meso-porous silicon with copper by electrodeposition from an aqueous solution // Elec-trochimica Acta. 2009. V. 54, № 8. P. 2197-2202.

157. Ronkel F., Schultze J.W., Arens-Fischer R. Electrical contact to porous siliconby electrodeposition of iron // Thin Solid Films. 1996. V. 276, № 1-2. P. 40-43. '

158. Brown D., Clarke J.H.R. Molecular dynamics simulation of a model reverse micelle // The Journal of Physical Chemistry. 1988. V. 92, № 10. P. 2881-2888.

159. Nevidimov A.V., Razumov V.F. Molecular dynamics simulations of an AOT reverse micelles self-assembly // Molecular Physics. 2009. V. 107, № 20. P. 2169-2180.

160. Волков A.A. Жидкостная хроматография мицеллярных растворов наноча-стиц металлов. М., 2009. 21 С.

161. Ревина А.А., Ларионов O.F., Кезиков А.Н., Белякова Л.Д. Исследование стабильных наночастиц палладия хроматографическим и спектрофотомет-рическим методами // Сорбционные и хроматографические процессы. 2006. Т. 6. С. 265-2721

162. Ревина А.А., Кезиков А.Н. Оптические и адсорбционные свойства стабильных наночастиц палладия // Материалы X Международной научно-технической конференции «Высокие технологии в промышленности России». 2004. С. 178-182.

163. Faeder J., Ladanyi В.М. Molecular Dynamics Simulations of the Interior of Aqueous Reverse Micelles // The Journal of Physical Chemistry B. 2000. V. 104, №5. P. 1033-1046.

164. Faeder J., Ladanyi B.M. Solvation Dynamics in Aqueous Reverse Micelles: A Computer Simulation Study // The Journal of Physical Chemistry B. 2001. V. 105, №45. P. 11148-11158.

165. Егорова E.M., Ревина А.А. Оптические свойства и размеры наночастиц серебра в мицеллярных растворах // Коллоидный журнал. 2002. Т. 64, № 3. С. 334-345.

166. Танасюк Д.А., Горностаева С.В., Ревина А.А., Ермаков В.И. О форме линий оптических спектров поглощения наночастиц серебра, полученных в обратных мицеллах радиационно-химическим методом // Исследовано в России. 2006. Т. 9. С. 2012-2017.

167. Яштулов Н.А., Гаврин С.С., Танасюк Д.А., Ермаков В.И., Ревина А.А.

168. Синтез и контроль размеров наночастиц палладия в. жидкой фазе и в адсор-: бированном состоянии // ЖНХ. 2010. Т. 55, № 2. С. 210-214.

169. Хорошилов Д.С., Гаврин С.С., Яштулов H.A. Микромощные источники тока // Сб. тезисов научной сессии МИФИ-2009. 2009. С. 30-31.

170. Гаврин С.С., Яштулов H.A., Ревина A.A. Корреляция размерных параметров: наночастиц палладия в жидкой и твердой фазах // XTV Международная конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». 2008. Т. 3: С. 45- 46.

171. Васильченко Е.Ю., Гаврин С.С., Ревина A.A., Яштулов H.A. Создание на-нокомпозитного электрода на основе пористого кремния // Сб. трудов Первого Международного Форума по нанотехнологиям «Функциональные материалы для энергетики». 2008. С. 129-131.

172. Гаврин С.С., Яштулов H.A., Ревина A.A. Наноэлектрокатализаторы на основе пористого кремния // ХПГ Международная конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». 2007. Т. 3. С. 45- 46.

173. Moulder J.F., Stickle W.F., Sobol P.E., Bomben K.D. Handbook of X-ray Pho-toelectron Spectroscopy / Perkin-Elmer Corp., 1992. 261 C.

174. Яштулов Н.А., Гаврин! С.С., Лабунов В.А., Ревина А.А. Пористый кремний-как каталитическая наноматрица для. микромощных источников^ тока //f Нано- и микросистемная'техника. 2008. № 81 С. 20-23.I

175. Гаврин С.С., Яштулов Н.А. Нанопористые композитные катализаторы для микромощных источников тока // Наноиндустрия. 2007. № 2. С. 36-39.

176. Trakhtenberg L. Physico-chemical phenomena in thin films and at solid surfaces. 1ый изд. Oxford: Academic Press, 2007. 800 P.

177. Демиховский В .Я., Квантовые ямы, нити, точки: Что это такое? // Соро-совский Образовательный Журнал. 1997. № 5. С. 80-86.

178. Белявский В.И. Физические основы полупроводниковой нанотехнологии // Соросовский Образовательный Журнал. 1998. № 10. С. 92-98.

179. Соболь B.B., Подловчешсо Б.И. О кинетике электрохимического восстановления поверхностных окислов платины // Электрохимия. 1967. Т. 3. С. 1131-1135.

180. Harrington D.A. Simulation of anodic Pt oxide growth // Journal of Electroana-lytical Chemistry. 1997. V. 420, № i2. P. 101-109.

181. Conway B.E. Electrochemical oxide film formation at noble metals as a surface-chemical process // Progress in Surface Science. 1995. V. 49, № 4. P. 331452.

182. Drazic D.M., Tripkovic A.V., Popovic K.D., Lovic J.D. Kinetic and mechanistic study of hydroxyl ion electrosorption at the Pt(lll) surface in alkaline media //Journal of Electroanalytical Chemistry. 1999. V. 466, № 2. P. 155-164.

183. Zhou Y., Liu J., Ye J., Zou Z., Ye J., Gu J., Yu Т., Yang A. Poisoning and regeneration of Pd catalyst in direct formic acid fuel cell // Electrochimica Acta. 2010. V. 55, № 17. P. 5024-5027.

184. Chen F., Chang M., Lin M. Analysis of membraneless formic acid microfuel cell using a planar microchannel // Electrochimica Acta. 2007. V. 52, № 7. P. 2506-2514.