Investigation of PdIr/C electrocatalysts as anode on the performance of direct ammonia fuel cell

Autor(es)

Assumpcao, M. H. M. T. ^[1] ; da Silva, S. G. ^[1] ; De Souza, R. F. B. ^[1] ; Buzzo, G. S. ^[1] ; Spinace, E. V. ^[1] ; Santos, M. C. ^[2] ; Neto, A. O. ^[1] ; Silva, J. C. M. ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Inst Pesquisas Energet & Nucl, IPEN CNEN SP, BR-05508900 Sao Paulo - Brazil

^[2] Univ Fed ABC, Ctr Ciencias Nat & Humanas, Lab Eletroquim & Mat Nanoestruturados, BR-09210170 Santo Andre, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Journal of Power Sources; v. 268, p. 129-136, DEC 5 2014.
• Citações Web of Science: 31

Resumo

This work investigates the ammonia electro-oxidation considering electrochemical and direct ammonia fuel cell (DAFC) experiments. The working electrodes/anodes are composed of Pd/C, PdIr/C (90:10, 70:30, 50:50, 30:70 and 10:90 atomic ratios) and Ir/C. Solutions of 1 mol L-1 NH4OH and 1 mol L-1 KOH were used for electrochemical experiments while 1.0, 3.0 and 5.0 mol L-1 NH4OH in 1.0 mol L-1 KOH were used in DAFC. X-ray diffraction analysis of PdIr/C electrocatalysts suggests the formation of PdIr alloy, while transmission electron micrographs show the average particle diameters between 4.6 and 6.2 nm. Electrochemical experiments indicate Pdlr/C 30:70 as the best electrocatalyst in accordance with DAFC. The maximum power densities obtained with PdIr/C 30:70 as anode using 5 mol L-1 NH4OH and 1 mol L-1 KOH at 40 degrees C are 60% and 30% higher than the ones obtained with Pd/C and Ir/C electrocatalysts, respectively. The enhanced synergic effect in this specific composition may be assigned to an optimal ratio of palladium sites that dehydrogenates ammonia at lower overpotential with the lower surface coverage of Nada on iridium. Furthermore, electronic effect between palladium and iridium might also contribute to the decrease of poisoning on catalyst surface by N-ads. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved. (AU)

• Processo FAPESP: 12/22731-4 - Eletrocatalisadores suportados em diferentes substratos preparados via codeposição eletroquímica coloidal para uso em ânodos de célula à combustível de líquido direto (metanol, ácido fórmico e etanol)
• Beneficiário: Guilherme Soares Buzzo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 11/18246-0 - Estudo da oxidação eletroquímica de álcoois em meio alcalino sobre eletrocatalisadores binários e ternários de PD preparados via redução por borohidreto de sódio
• Beneficiário: Almir Oliveira Neto
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 13/01577-0 - Desenvolvimento de materiais e estudos de degradação de eletrocatalisadores e suportes para ânodo de células a combustível alcalinas
• Beneficiário: Júlio César Martins da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 12/03516-5 - Eletrocatalisadores suportados em óxidos-C para uso em ânodos de célula a combustível de líquido direto
• Beneficiário: Rodrigo Fernando Brambilla de Souza
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado