CER - Central Repository
Institute of Chemistry, Technology and Metallurgy
    • English
    • Српски
    • Српски (Serbia)
  • English 
    • English
    • Serbian (Cyrillic)
    • Serbian (Latin)
  • Login
View Item 
  •   CER
  • IHTM
  • Radovi istraživača / Researchers' publications
  • View Item
  •   CER
  • IHTM
  • Radovi istraživača / Researchers' publications
  • View Item
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

Electrocatalytic properties of Pt-Bi electrodes towards the electro-oxidation of formic acid

Elektrokatalitička svojstva Pt-Bi elektroda u oksidaciji mravlje kiseline

Thumbnail
2013
1249.pdf (488.8Kb)
Authors
Lović, Jelena
Tripković, Dušan
Popović, Ksenija
Jovanović, Vladislava M.
Tripković, Amalija
Article (Published version)
Metadata
Show full item record
Abstract
Formic acid oxidation was studied on two Pt-Bi catalysts, i.e., Pt2Bi and polycrystalline Pt modified by irreversible adsorbed Bi (Pt/Biirr) in order to establish the difference between the effects of Biirr and Bi in the alloyed state. The results were compared to pure Pt. It was found that both bimetallic catalysts were more active than Pt with the onset potentials shifted to more negative values and the currents at 0.0 V vs. saturated calomel electrode (under steady state conditions) improved by up to two order of magnitude. The origin of the high activity and stability of Pt2Bi was increased selectivity toward formic acid dehydrogenation caused by the ensemble and electronic effects and suppression of Bi leaching from the surface during formic acid oxidation. However, although Pt/Biirr also showed remarkable initial activity compared to pure Pt, dissolution of Bi was not suppressed and poisoning of the electrode surface induced by the dehydration path was observed. Comparison of the... initial quasi-steady state and potentiodynamic results obtained for these two Pt-Bi catalysts revealed that the electronic effect, existing only in the alloy, contributed to the earlier start of the reaction, while the maximum current density was determined by the ensemble effect.

Oksidacija mravlje kiseline ispitivana je na dva tipa Pt-Bi katalizatora: Pt2Bi elektrodi i na polikristalnoj Pt elektrodi modifikovanoj ireverzibilno adsorbovanim Bi (Pt/Biirr). Aktivnosti su upoređene sa rezultatima dobijenim na čistoj poli- kristalnoj Pt elektrodi. Cilj je bio da se objasni razlika u delovanju ireverzibilno adsorbovanog Bi (Biirr) i Bi u legiranom stanju. Pokazano je da su oba bimetalna katalizatora aktivnija od polikristalne Pt, početak reakcije je pomeren ka negativnijim vrednostima i u poređenju sa čistom Pt pri stacionarnim uslovima dobijene su do dva reda veličine veće gustine struje. Razlog za veliku aktivnost i stabilnost Pt2Bi elektrode u oksidaciji mravlje kiseline je odigravanje reakcije po glavnom reakcionom putu (dehidroganacija mravlje kiseline), što je izazvano efektom trećeg tela i elektronskim efektom, kao i sprečavanje izluživanja Bi iz elektrode. S druge strane, iako Pt/Biirr pokazuje značajnu početnu aktivnost u odnosu na Pt, ova elektroda nije st...abilna tokom reakcije oksidacije HCOOH zbog kontinualnog rastvaranja Bi sa površine elektrode, kao i trovanja površine izazvanog tokom reakcije po indirektnom, dehidratacionom putu. Poređenjem rezultata dobijenih na ove dve Pt-Bi elektrode može se objasniti uloga efekta trećeg tela i elektronskog efekta u oksidaciji HCOOH. Naime, elektronski efekat, koji postoji samo kod legure, doprinosi ranijem početku reakcije, dok je maksimalna struja određena efektom trećeg tela. Tokom cikliziranja Pt/Biirr elektrode Bi odlazi sa površine i efekat trećeg tela se gubi tokom vremena. Hronoamperometrijska merenja ukazuju na prednost legure, odnosno neophodnost legiranja Bi sa Pt da bi se dobio koroziono stabilan katalizator.

Keywords:
formic acid / electrochemical oxidation / Pt2Bi catalyst / Pt/Biirr catalyst / fuel cell
Source:
Journal of the Serbian Chemical Society, 2013, 78, 8, 1189-1202
Publisher:
  • Serbian Chemical Society
Funding / projects:
  • New approach in designing materials for energy conversion and energy storage systems (RS-172060)

DOI: 10.2298/JSC121012138L

ISSN: 0352-5139

WoS: 000326199100009

Scopus: 2-s2.0-84884273194
[ Google Scholar ]
7
7
URI
https://cer.ihtm.bg.ac.rs/handle/123456789/1251
Collections
  • Radovi istraživača / Researchers' publications
Institution/Community
IHTM
TY  - JOUR
AU  - Lović, Jelena
AU  - Tripković, Dušan
AU  - Popović, Ksenija
AU  - Jovanović, Vladislava M.
AU  - Tripković, Amalija
PY  - 2013
UR  - https://cer.ihtm.bg.ac.rs/handle/123456789/1251
AB  - Formic acid oxidation was studied on two Pt-Bi catalysts, i.e., Pt2Bi and polycrystalline Pt modified by irreversible adsorbed Bi (Pt/Biirr) in order to establish the difference between the effects of Biirr and Bi in the alloyed state. The results were compared to pure Pt. It was found that both bimetallic catalysts were more active than Pt with the onset potentials shifted to more negative values and the currents at 0.0 V vs. saturated calomel electrode (under steady state conditions) improved by up to two order of magnitude. The origin of the high activity and stability of Pt2Bi was increased selectivity toward formic acid dehydrogenation caused by the ensemble and electronic effects and suppression of Bi leaching from the surface during formic acid oxidation. However, although Pt/Biirr also showed remarkable initial activity compared to pure Pt, dissolution of Bi was not suppressed and poisoning of the electrode surface induced by the dehydration path was observed. Comparison of the initial quasi-steady state and potentiodynamic results obtained for these two Pt-Bi catalysts revealed that the electronic effect, existing only in the alloy, contributed to the earlier start of the reaction, while the maximum current density was determined by the ensemble effect.
AB  - Oksidacija mravlje kiseline ispitivana je na dva tipa Pt-Bi katalizatora: Pt2Bi elektrodi i na polikristalnoj Pt elektrodi modifikovanoj ireverzibilno adsorbovanim Bi (Pt/Biirr). Aktivnosti su upoređene sa rezultatima dobijenim na čistoj poli- kristalnoj Pt elektrodi. Cilj je bio da se objasni razlika u delovanju ireverzibilno adsorbovanog Bi (Biirr) i Bi u legiranom stanju. Pokazano je da su oba bimetalna katalizatora aktivnija od polikristalne Pt, početak reakcije je pomeren ka negativnijim vrednostima i u poređenju sa čistom Pt pri stacionarnim uslovima dobijene su do dva reda veličine veće gustine struje. Razlog za veliku aktivnost i stabilnost Pt2Bi elektrode u oksidaciji mravlje kiseline je odigravanje reakcije po glavnom reakcionom putu (dehidroganacija mravlje kiseline), što je izazvano efektom trećeg tela i elektronskim efektom, kao i sprečavanje izluživanja Bi iz elektrode. S druge strane, iako Pt/Biirr pokazuje značajnu početnu aktivnost u odnosu na Pt, ova elektroda nije stabilna tokom reakcije oksidacije HCOOH zbog kontinualnog rastvaranja Bi sa površine elektrode, kao i trovanja površine izazvanog tokom reakcije po indirektnom, dehidratacionom putu. Poređenjem rezultata dobijenih na ove dve Pt-Bi elektrode može se objasniti uloga efekta trećeg tela i elektronskog efekta u oksidaciji HCOOH. Naime, elektronski efekat, koji postoji samo kod legure, doprinosi ranijem početku reakcije, dok je maksimalna struja određena efektom trećeg tela. Tokom cikliziranja Pt/Biirr elektrode Bi odlazi sa površine i efekat trećeg tela se gubi tokom vremena. Hronoamperometrijska merenja ukazuju na prednost legure, odnosno neophodnost legiranja Bi sa Pt da bi se dobio koroziono stabilan katalizator.
PB  - Serbian Chemical Society
T2  - Journal of the Serbian Chemical Society
T1  - Electrocatalytic properties of Pt-Bi electrodes towards the electro-oxidation of formic acid
T1  - Elektrokatalitička svojstva Pt-Bi elektroda u oksidaciji mravlje kiseline
VL  - 78
IS  - 8
SP  - 1189
EP  - 1202
DO  - 10.2298/JSC121012138L
ER  - 
@article{
author = "Lović, Jelena and Tripković, Dušan and Popović, Ksenija and Jovanović, Vladislava M. and Tripković, Amalija",
year = "2013",
abstract = "Formic acid oxidation was studied on two Pt-Bi catalysts, i.e., Pt2Bi and polycrystalline Pt modified by irreversible adsorbed Bi (Pt/Biirr) in order to establish the difference between the effects of Biirr and Bi in the alloyed state. The results were compared to pure Pt. It was found that both bimetallic catalysts were more active than Pt with the onset potentials shifted to more negative values and the currents at 0.0 V vs. saturated calomel electrode (under steady state conditions) improved by up to two order of magnitude. The origin of the high activity and stability of Pt2Bi was increased selectivity toward formic acid dehydrogenation caused by the ensemble and electronic effects and suppression of Bi leaching from the surface during formic acid oxidation. However, although Pt/Biirr also showed remarkable initial activity compared to pure Pt, dissolution of Bi was not suppressed and poisoning of the electrode surface induced by the dehydration path was observed. Comparison of the initial quasi-steady state and potentiodynamic results obtained for these two Pt-Bi catalysts revealed that the electronic effect, existing only in the alloy, contributed to the earlier start of the reaction, while the maximum current density was determined by the ensemble effect., Oksidacija mravlje kiseline ispitivana je na dva tipa Pt-Bi katalizatora: Pt2Bi elektrodi i na polikristalnoj Pt elektrodi modifikovanoj ireverzibilno adsorbovanim Bi (Pt/Biirr). Aktivnosti su upoređene sa rezultatima dobijenim na čistoj poli- kristalnoj Pt elektrodi. Cilj je bio da se objasni razlika u delovanju ireverzibilno adsorbovanog Bi (Biirr) i Bi u legiranom stanju. Pokazano je da su oba bimetalna katalizatora aktivnija od polikristalne Pt, početak reakcije je pomeren ka negativnijim vrednostima i u poređenju sa čistom Pt pri stacionarnim uslovima dobijene su do dva reda veličine veće gustine struje. Razlog za veliku aktivnost i stabilnost Pt2Bi elektrode u oksidaciji mravlje kiseline je odigravanje reakcije po glavnom reakcionom putu (dehidroganacija mravlje kiseline), što je izazvano efektom trećeg tela i elektronskim efektom, kao i sprečavanje izluživanja Bi iz elektrode. S druge strane, iako Pt/Biirr pokazuje značajnu početnu aktivnost u odnosu na Pt, ova elektroda nije stabilna tokom reakcije oksidacije HCOOH zbog kontinualnog rastvaranja Bi sa površine elektrode, kao i trovanja površine izazvanog tokom reakcije po indirektnom, dehidratacionom putu. Poređenjem rezultata dobijenih na ove dve Pt-Bi elektrode može se objasniti uloga efekta trećeg tela i elektronskog efekta u oksidaciji HCOOH. Naime, elektronski efekat, koji postoji samo kod legure, doprinosi ranijem početku reakcije, dok je maksimalna struja određena efektom trećeg tela. Tokom cikliziranja Pt/Biirr elektrode Bi odlazi sa površine i efekat trećeg tela se gubi tokom vremena. Hronoamperometrijska merenja ukazuju na prednost legure, odnosno neophodnost legiranja Bi sa Pt da bi se dobio koroziono stabilan katalizator.",
publisher = "Serbian Chemical Society",
journal = "Journal of the Serbian Chemical Society",
title = "Electrocatalytic properties of Pt-Bi electrodes towards the electro-oxidation of formic acid, Elektrokatalitička svojstva Pt-Bi elektroda u oksidaciji mravlje kiseline",
volume = "78",
number = "8",
pages = "1189-1202",
doi = "10.2298/JSC121012138L"
}
Lović, J., Tripković, D., Popović, K., Jovanović, V. M.,& Tripković, A.. (2013). Electrocatalytic properties of Pt-Bi electrodes towards the electro-oxidation of formic acid. in Journal of the Serbian Chemical Society
Serbian Chemical Society., 78(8), 1189-1202.
https://doi.org/10.2298/JSC121012138L
Lović J, Tripković D, Popović K, Jovanović VM, Tripković A. Electrocatalytic properties of Pt-Bi electrodes towards the electro-oxidation of formic acid. in Journal of the Serbian Chemical Society. 2013;78(8):1189-1202.
doi:10.2298/JSC121012138L .
Lović, Jelena, Tripković, Dušan, Popović, Ksenija, Jovanović, Vladislava M., Tripković, Amalija, "Electrocatalytic properties of Pt-Bi electrodes towards the electro-oxidation of formic acid" in Journal of the Serbian Chemical Society, 78, no. 8 (2013):1189-1202,
https://doi.org/10.2298/JSC121012138L . .

DSpace software copyright © 2002-2015  DuraSpace
About CeR – Central Repository | Send Feedback

re3dataOpenAIRERCUB
 

 

All of DSpaceInstitutions/communitiesAuthorsTitlesSubjectsThis institutionAuthorsTitlesSubjects

Statistics

View Usage Statistics

DSpace software copyright © 2002-2015  DuraSpace
About CeR – Central Repository | Send Feedback

re3dataOpenAIRERCUB