Methanol oxidation efficiency and resistance to CO poisoning are the most challenging issues of direct methanol fuel cells. Much experimental effort has been made, such as generating Pt-based binary and ternary nanoparticles, creating composite substrates, and fabricating nanoparticles with special shapes to overcome drawbacks. Our previous experiment showed that the ternary PtRuM3/C-MWCNTs (M = Fe, Co) electrocatalysts, C-MWCNTs = carbon Vulcan-multiwalled carbon nanotubes composite, exhibited the high methanol oxidation activity and tolerance to CO poisoning. However, the reaction mechanisms on the ternary PtRuM3/C-MWCNTs (M = Fe, Co) electrocatalysts remain unknown. Therefore, this work is devoted to elucidating the problem using the density functional theory calculations and thermodynamic model. Our present study showed that the methanol oxidation proceeds via four possible reaction pathways on the surface of PtRuM3/C-MWCNTs, where the most favourable one follows a series of steps converting CH3OH CH3OH* CH2OH* CH2O*/CHOH* CHO* CHOOH* CHOO*/COOH* CO2* with the thermodynamic barrier of 0.513 eV for both applied potentials of U = 0 V and 1.005 V on PtRuFe3/C-MWCNTs, and 0.404 eV for U = 0 V and 0.167 eV for U = 1.005 V on PtRuCo3/C-MWCNTs. We also clarified the physical insights into the interaction between the methanol oxidation intermediates with the substrates’ surface via analysing electronic properties. The results of this study should be useful for rationally designing the anode of the fuel cells.
Trích dẫn: Đặng Long Quân, Huỳnh Dương Ngọc Ái Trân và Phan Diễm Trinh, 2020. Nghiên cứu thời gian và nhiệt độ hoạt hóa ống nano carbon ứng dụng chế tạo vật liệu xúc tác điện cực pin nhiên liệu methanol. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. 56(Số chuyên đề: Khoa học tự nhiên)(1): 141-147.
Đặng Long Quân, Manh Tuan Nguyen, 2015. CHẾ TẠO HẠT XÚC TÁC NANO CẤU TRÚC LÕI-VỎ PLATINUM-RUTHENIUM TRÊN NỀN CARBON CHO PIN NHIÊN LIỆU DÙNG METHANOL TRỰC TIẾP. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. 40: 17-21
Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ
Lầu 4, Nhà Điều Hành, Khu II, đường 3/2, P. Xuân Khánh, Q. Ninh Kiều, TP. Cần Thơ
Điện thoại: (0292) 3 872 157; Email: tapchidhct@ctu.edu.vn
Chương trình chạy tốt nhất trên trình duyệt IE 9+ & FF 16+, độ phân giải màn hình 1024x768 trở lên