Разработка эффективных кобальтовых катализаторов для твердофазных водородгенерирующих композиций на основе боргидрида натрия

Твердофазные водородгенерирующие композиции на основе боргидрида натрия представляют собой перспективную систему хранения и транспортировки водорода для низкотемпературных топливных элементов с протонообменной мембраной. Для получения водорода при температурах окружающей среды в их состав вводят катализаторы. В данной работе изучено влияние условий синтеза кобальтовых катализаторов на скорость газогенерации. Согласно полученным данным, эффективность получения водорода зависит от природы соли кобальта и рН ее водного раствора, в котором восстанавливается предшественник активного компонента под действием гидрида, так как они определяют состав, дисперсность и магнитные свойства кобальтовых систем. Установлено, что наибольшая скорость газогенерации – 505 см³/мин на 1 г композиции с содержанием водорода 8,4 мас.% – наблюдается в присутствии образца, восстановленного боргидридом натрия в солянокислом растворе хлорида кобальта с рН 1,3. Полученные результаты могут служить основой для разработки эффективных и дешевых кобальтовых катализаторов для получения водорода из твердофазных композиций на основе боргидрида натрия.

1. Okumus E., Boyaci San F.G., Okur O., Turk B.E., Cengelci E., Kilic M., Karadag C., Cavdar M., Turkmen A., Yazici M.S. // International Journal of Hydrogen Energy. 2017. V. 42, № 4. P. 2691-2697.

2. Nunes H.X., Ferreira M.J.F., Rangel C.M., Pinto A.M.F.R. // International Journal of Hydrogen Energy. 2016. V. 41. № 34. P. 15426-15432.

3. Li S.-C., Wang F.-C. // International Journal of Hydrogen Energy. 2016. V. 41. № 4. P. 3038-3051.

4. Wang L., Li Z., Zhang Y., Zhang T., Xie G. // Journal of Alloys and Compounds. 2017. V. 702. P. 649-658

5. Нецкина О.В., Комова О.В., Симагина В.И. // Журнал прикладной химии. 2016. Т. 89. №.10. С. 1305—1311.

6. Wei L., Ma M., Lu Y., Zhang S., Gao J., Dong X. // Functional Materials Letters. 2017. V. 10, № 5. P. 1750065.

7. Eugénio S., Demirci U.B., Silva T.M., Carmezim M.J., Montemor M.F. // International Journal of Hydrogen Energy. 2016. V. 41. № 20. P. 8438-8448.

8. Park D., Kim T. // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2016. V. 16, № 2. P. 1740-1743.

9. Oh T.H., Gang B.G., Kim H., Kwon S. // Energy. 2015. V. 90. № 1. P. 1163-1170.

10. Yang J., Cheng F., Liang J., Chen J. // International Journal of Hydrogen Energy. 2011. V. 36. № 2. P. 1411-1417.

11. Dai H.-B., Liang Y., Wang P., Cheng H.-M. // Journal of Power Sources. 2008. V. 177. № 1. P. 17-23.

12. Kojima Y., Suzuki K.-I., Fukumoto K., Kawai Y., Kimbara M., Nakanishi H., Matsumoto S. // Journal of Power Sources. 2004. V. 125, № 1. P. 22-26.

13. Marchionni A., Bevilacqua M., Filippi J., Folliero M.G., Innocenti M., Lavacchi A., Miller H.A., Pagliaro M.V., Vizza F. // Journal of Power Sources. 2015. V. 299. P. 391-397.

14. Minkina V.G., Shabunya S.I., Kalinin V.I., Martynenko V.V., Smirnova A.L. // International Journal of Hydrogen Energy. 2012. V. 37. № 4. P. 3313-3318.

15. Minkina V.G., Shabunya S.I., Kalinin V.I., Martynenko V.V., Smirnova A.L. // Int International Journal of Hydrogen Energy. 2008. V. 33. № 20. P. 5629-5635.

16. Netskina O.V., Komova O.V., Mukha S.A., Simagina V.I. // Catalysis Communications. 2016. V. 85. P. 9-12.

17. Netskina O.V., Komova O.V., Simagina V.I., Odegova G.V., Prosvirin I.P., Bulavchenko O.A. // Renewable Energy. 2016. V. 99. P. 1073-1081.

18. Liu C.-H., Chen B.-H., Hsueh C.-L., Ku J.-R., Tsau F. // Journal of Power Sources. 2010. V. 195. № 12. P. 3887-3892. Liu C.-H., Kuo Y.-C., Chen B.-H., Hsueh C.-L., Hwang K.-J., Ku J.-R., Tsau F., Jeng M.-S. // International Journal of Hydrogen Energy. 2010. V. 35. № 9. P. 4027-4040.

19. Liu B.H., Li Z.P., Suda S. // Journal of Alloys and Compounds. 2009. V. 468. № 1-2. P. 493-498.

20. Netskina O.V., Ozerova A.M., Komova O.V., Odegova G.V., Simagina V.I. // Catalysis Today. 2015. V. 245. P. 86-92.

21. Hsueh C.-L., Liu C.-H., Chen B.-H., Lee M.-S., Chen C.-Y., Lu Y.-W., Tsau F., Ku J.-R. // Journal of Power Sources. 2011. V. 196. № 7. P. 3530—3538.

22. Gislon P., Monteleone G., Prosini P.P. // International Journal of Hydrogen Energy. 2009. V. 34. № 2. P. 929-937. Ferreira M.J.F., Gales L., Fernandes V.R., Rangel C.M., Pinto A.M.F.R. // International Journal of Hydrogen Energy. 2010. V. 35. № 18. P. 9869-9878.

23. Kim J.-H., Choi K.-H., Choi Y.S. // International Journal of Hydrogen Energy. 2010. V. 35. № 9. P. 4015-4019.

24. Duke B.J., Gulbert J.R., Read I.A. // Journal of the Chemical Society A: Inorganic, Physical, Theoretical. 1964. P. 540-542.

25. Simagina V.I., Ozerova A.M., Komova O.V., Odegova G.V., Kellerman D.G., Fursenko R.V., Odintsov E.S., Netskina O.V. // Catalysis Today. 2015. V. 242A. P. 221-229.