Каталізатор кисневого електрода паливного елемента

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве химических источников тока и электрохимических генераторов. Известен катализатор на основе сплава Ренея, промотированного серебром, недостатком данного катализатора является его высокая стоимость, обусловленная содержанием серебра [1]. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является катализатор кислородного топливного элемента [2]. содержащий никель Ренея и титан при следующем соотношении компонентов, мас.%: Недостатком известного катализатора является его невысокая каталитическая активность. В основу настоящего изобретения положена задача, создание такого катализатора кислородного электрода топливного элемента, в котором при вводе третьего компонента металла или семейства, обеспечивается увеличение каталитической активности, и удешевление кислородного электрода. Поставленная задача решается тем, что катализатор кислородного электрода топливного элемента, содержащий никель Ренея и титан, согласно изобретению, дополнительно содержит металл или семейства, при следующем соотношении компонентов, мас.%: в качестве металла или семейства используют медь. При этом увеличение каталитической активности в предлагаемом катализаторе, состоящем из трех компонентов, по сравнению с прототипом, состоящим из двух компонентов, обусловлено тем, что в нем происходит более сильное искажение кристаллической решетки сплава. Катализатор получают следующим способом: сплавляют никель, титан, алюминий, полученный сплав обрабатывают раствором гидроксида натрия для выщелачивания алюминия; на продукт выщелачивания действуют раствором соли или металла, осуществляя электрохимическую реакцию замещения никеля в сплаве или металлом; пирофорность сплава снимают путем выдержки вновь полученного сплава в ацетоне. В частности, в качестве или металла используют медь. Сущность изобретения поясняется примерами конкретного выполнения. Пример 1. Взвешивают под водой 4,12г сплава никель-титан. Взвешенный катализатор обрабатывают раствором, содержащим 0,558г медного купороса растворенного в 50мл дистиллированной воды. Получают сплав с содержанием меди 5мас.% с пониженной активностью в реакции электровосстановления молекулярного кислорода. Пирофорность сплава снимают путем выдержки вновь полученного сплава в ацетоне. Пример 2. Взвешивают под водой 4,23г сплава никель-титан. Взвешенный катализатор обрабатывают раствором, содержащим 2,29г медного купороса растворенного в 50мл дистиллированной воды. Получают сплав с содержанием меди 20мас.%, активный в реакции электровосстановления молекулярного кислорода. Пирофорность сплава снимают так же, как в примере 1. Пример 3. Взвешивают под водой 3,3г сплава никель-титан. Взвешенный катализатор обрабатывают раствором, содержащим 3,58г медного купороса растворенного в 50мл дистиллированной воды. Получают сплав с содержанием меди 40мас.% с пониженной активностью в реакции электровосстановления молекулярного кислорода. Пирофорность сплава снимают так же, как в примере 1. Активность каталитического сплава в зависимости от его состава представлена в табл.1 - 3. Испытания полученного катализатора проводили методом суспензионного полуэлемента. Катализатор массой 1 × 10-3кг помещали в электрохимическую ячейку, заливали раствором гидроксида калия с молярной концентрацией 0,1моль/л объемом 75см 3. Катализатор перемешивали на магнитной мешалке. На рабочий электрод, который представлял собой платиновую пластинку 1 ´ 1см, подавали катодный ток. Поляризационный ток увеличивали до тех пор, пока потенциал катализатора смещался в катодную сторону на 0,3В. Как видно из табл.1 - 3, введение меди в катализатор вызывает резкое увеличение его электрокаталитической активности; увеличение содержания титана приводит сначала к повышению активности катализатора, а затем - к уменьшению. Преимущество предлагаемого катализатора по сравнению с прототипом заключается в повышении его активности: активность катализатора более высокая при содержании титана 6мас.%, а при изменении содержания меди в катализаторе его активность увеличивается, достигая максимального значения по пп.4 (табл.2), что превышает активность катализатора-прототипа. Катализатор может быть использован в аккумуляторах, топливных элементах, а также в респираторах, что обеспечивает удешевление продукции, за счет экономии серебра, и повышение активности катализатора на неблагородных металлах.