Controlled synthesis and investigation of pt-based catalytic nanomaterials by modified polyol methods for use in low temperature fuel cells

Hội nghị Khoa học trẻ lần 3 năm 2021 (YSC2021) – IUH

Ngày 06/8/2021 ISBN: 978-604-920-122-6

© 2021 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 83

ID: YSC3F.109

CONTROLLED SYNTHESIS AND INVESTIGATION OF Pt-BASED

CATALYTIC NANOMATERIALS BY MODIFIED POLYOL METHODS

FOR USE IN LOW TEMPERATURE FUEL CELLS

NGUYEN VIET LONG 1

, NGUYEN THI NHAT HANG 2

, NGUYEN QUANG THANH NAM 3

,

YONG YANG 5

, MASAYUKI NOGAMI 6

1

Sai Gon University, 2 Thu Dau Mot University, 3 Ho Chi Minh City University of Technology,

4 Shanghai Institute of Ceramics, 5 Duy Tan University

1 Email: [email protected]

Abstract. This paper has presented Pt-based nanomaterial systems fabricated by the chemically modified

polyol methods as electronic catalytic materials used in fuel cells using methanol and alcohol fuels.

Although the polyol method has only recently been applied in Vietnam, Pt catalytic material made by the

improved polyol method has led to prepare electronic catalytic micro/nanosized materials for the catalyst

core layer used in low temperature fuel cells using methanol and various liquid fuels. The use of a second

metal with Pt that reduces the very high cost of fuel cells in the catalytic layer is a matter of research. In

future, research and synthesis of novel effective electronic catalysts of nanomaterials based on Pt for the

catalyst layer of the electrodes are important for the development of various kinds of new next-generation

fuel cells.

Keywords. Fuel cells, direct methanol fuel cell (DMFC), proton-exchange membrane fuel cells (PEMFC),

energy and environment, hydrogen fuel, platinum Pt catalysts, conversion and energy storage, bimetallic

nanostructures, multimetallic nanostructures, core-shell nanostructures, modified polyol methods, polyols.

TỔNG HỢP CÓ ĐIỀU KHIỂN VÀ KHẢO SÁT HỆ THỐNG VẬT LIỆU NANO XÚC

TÁC ĐIỆN TỬ TRÊN CƠ SỞ Pt BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC POLYOL NHẰM

ỨNG DỤNG TRONG PIN NHIÊN LIỆU NHIỆT ĐỘ THẤP

Tóm tắt. Bài báo trình bày về việc tổng hợp hệ vật liệu nano trên cơ sở Pt được chế tạo bằng phương pháp

hóa học polyol cải tiến. Hệ vật liệu này được dùng trong các pin nhiên liệu sử dụng nhiên liệu methanol và

alcohol. Mặc dù phương pháp polyol mới được áp dụng gần đây tại Việt Nam, nhưng vật liệu xúc tác Pt

được chế tạo bằng phương pháp polyol cải tiến đã tạo ra một hệ thống vật liệu xúc tác điện tử Pt quan trọng

để ứng dụng chế tạo ra các loại lớp vật liệu xúc tác sử dụng trong các pin nhiên liệu ở nhiệt độ thấp dùng

methanol và các nhiên liệu lỏng khác. Việc sử dụng một kim loại thứ hai cùng Pt đã giảm giá thành của các

pin nhiên liệu trong lớp xúc tác đang là vấn đề được các nhà khoa học nghiên cứu. Trong tương lai, việc

nghiên cứu và tổng hợp hệ thống vật liệu nano xúc tác trên cơ sở Pt ứng dụng cho lớp xúc tác trong các

điện cực rất có ý nghĩa cho sự phát triển pin nhiên liệu thế hệ mới.

Từ khóa. Pin nhiên liệu, pin nhiên liệu metanol trực tiếp (DMFC), pin nhiên liệu màng trao đổi proton

(PEMFC), năng lượng và môi trường, nhiên liệu hydro, xúc tác Pt, chuyển đổi và lưu trữ năng lượng, cấu

trúc nano lưỡng kim loại, cấu trúc nano đa kim loại, cấu trúc nano vỏ lõi, phương pháp polyol cải tiến, các

hóa chất polyol.

1. INTRODUCTION

In recent years, Pt standard catalyst of very high cost has shown to be the best electrocatalyst in the

electrodes of fuel cells (FCs). The electrocatalytic properties are typically characterized by hydrogen

evolution reaction/hydrogen oxidation reaction (HER/HOR), oxygen reduction reaction (ORR) [1,2]. In

proton-exchange membrane fuel cells (PEMFCs) or direct methanol fuel cell (DMFCs), in essence, Pt is