TOWARD SUSTAINABLE HYDROGEN ECONOMY: ELECTRODE …

Post on 29-Oct-2021

5 views 0 download

transcript

P. Paunovi�

149

Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 45, 2, 2010, 149-160

TOWARD SUSTAINABLE HYDROGEN ECONOMY:ELECTRODE MATERIALS – NON-PLATINUM ELECTROCATALYTIC SYSTEMS

����������

“Sts Cyril and Methodius” University,

Faculty of Technology and Metallurgy,

P.O. Box 580, MK-1001 Skopje,

Republic of Macedonia

E-mail: pericap@tmf.ukim.edu.mk

ABSTRACT

������������� ���������������������������������������������������������������� �������������

�������������������������������������������������������������� ������������������� ������������� ����� ����������

�������������������������������������������������������������������� ���� ����������������������� �������

��������������������������� !"��#�����������"�� ������������������������� ���������������������������

������$�%&�����'!�()���������*����������������������������)+�,�$������������� ������-���������������

.��������������������*��������������*��� ���� ��������������������*�����������������������*�����������

��������������� !"���

Received 05 April 2010

Accepted 20 May 2010

INTRODUCTION

IS MANKIND FACING THE POST-FUEL ERA?������� ������� ��������� ���������������

����� ��� � �� ������������������ ���������

������������������� ������������� ��������� ������ �����

���������� ������� ���������������� ������

�������� ������� �� ���������������������������

�������������������������� !� ���� �������������

������������������� ������������� ��������� ��

���� ��������������� ��� ���� �������������

������"�� �� ��������� ������� ������������� ����

��� ��� ���� ������ � ���# ������������������

�������������������� ������ �������������� ��������

��������������������������� ��$������������%

��� ���� ��� ���������������� ����� ����� ������

������&'(�� ������������������������� ���� ��

���������������������� ������������������������

������������������ ���� ����)������������* ���������

��� ��������������������������� ����������������

������������+���������, ���-������� ����������

������� ������������������������ ������������� �

��������� ���� ����� ������ ��� �������� �� ������

� ��������������� ����� ��������� ������������� ��

�� �������������������� ����������������������������

����������������������� ��������������������+ ��

���� ���������� ���� ��� �� ��� ���������� �������

����� ����������� ����������� �������� �������

�������������+���� ������ ����� ���� ��������

������������������������������������������

.������ �����������������'�������������������

����������������������� ����� ������������������

�������������/000�� ������ ���������� ��������� ��

���������������������������� ����������������

� ������ �����&!��1(������������������������ ������ �

������ ��� ���� �����������������'2��������� ���

���3400�� ����#��� ������������ ����������������

������������������� ������� �����������������������

'00�� ����������� 5������'00�� ��� 6'2��������7

�� ������ ����������������������������������� �

�� � ����*������������ �������������� ���� ��������

4����������� ��������������, �����#��� ���������������

� �������������������������������� ������������� �

����� ���+ ��������������

Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 45, 2, 2010

150

���� ������������� �����8��8�� �����&3(�

������������ �������� ��� �������������� !���

��� �������� ���������� ��� ���������, �������

����������������������������������� �������������

������������� ��� � ��������� ��$������ ������ ��

� %�6�����'7����������� ���������� ��������������

� �������������� ������ �������������� ���������

����� ������ �������������������������������

�������� ����������������� ���� � ����*������

�������������� �� �������������������� ������ �

��������� ���� ��������������5����������������

����� 8��9���*��� &/(� ������ ����� ������ �� $����

�� ������ ���� %�6��������� �������������7�

.�� ������������� ���� �������������������

������� ����� ��� ���������������� ���� ��������

��������������� ��� ������������� �����������

��� ������������������ ����������������+�����

�� �� ������� ��:������ ��������� ������ �� ����

������� ���������������� ������ ������������ � ���

��������������������������������������������������

���������� ������ ����6;�<7��<������������������

�������������������������:��� ������������������ ����

�������� ��������������� �������;�<�� ��/0:/0�����

���� �����������4=:11� ������ ���� �� ��� �������;�<

���=/:!/��)��� ��������� ��� ����� �� ��� �� ����

������� �������������� ������5�����������������

���� �������� ���������������������� �������

��������������������>������������������� �������

���������������

HYDROGEN ECONOMY

����������$��������������%���� ������

����������������������������� ������ ����������

����������������������������������������� �������

�������������������������������6�����!7�

��� ���� $�������� ������%�� �� ��������

?�� -@���������������� ������������������ ��������

&4(������� �� �� ����������������������� ������

���������� ��������� ���� ��A��9������ &=(�� ���#�

8*������ &B(�����@ ������� &2(� �������������� ��

�� ����������������������������� ��� �� ������

Fig. 1. The rise of the Earth’s population and energy consumption.

Energy centers

Conversion at site

(fuel cells) Electricity

Pipes(transporta-

tion)

Hydrogenproduction

Energy centers

Conversion at site

(fuel cells) Electricity

Pipes(transporta-

tion)

Hydrogenproduction

Fig. 2. The loop of the “hydrogen economy”.

P. Paunovi�

151

����������� ������������������������������������

������������ � �� ������ �������������� ��

�������������������������������� ��������� �����

���� ��������������������� ������ ������������� ������

����� �� ����������������5������ �������� ������

���������������������������������� ����������

��������� ���� ��� ���������� ������ ���������*�

�� ��� �����������������������������������;������

���������� �� ���������������������� �������� ��

����������� � ������&'0��''(�6������� ��������������

��� �������� � �����>���� ����� ��� ����������� 7�

� ��� ��������6��������� �� ������������ ��

�� ����������������������>���� ������ �����7�������

��� ������ &'!�� '1(� 6����������������������

�� ��� ����������������������������������������>

�������7����� ��� �����������&'3(�6��������� ��

������ ��������������������>�������7�����<������

������� ������� ��� ��������������� � ����� ��� ��� ��

���� ��������������@ ������������ ���� ��������

����������������������������6�����������

� ��������������������������� ����� ���������

� ��� ����������������������>���� ������������ ��

����� ������ ���������� ��� ������7�&'/�'B(�

;�������������������������������� �������

��������� ��������������� �������� ������������

��������������$��������� %��.�� �������������� �

� ��� �� �� ������� ������������������ �:

• �� ���������������� ������� ��6'00�C�;!7D

• ������������������������:�;! ������������

���������� ��� �����������������������D

• E�������������>���������������������������������6/0�40�C7D

• �������������������������������� ���6���������������������� ����������������������7D

• )��� �� ����� ������������������ ��� ���� ��� ���6� �����+��� ����� �>����� ���������7D

• ,��������� ����������6�������17�5�������1���������������� �������������������

������>��������������������������������������

�������������� ���������� �����������������������

��������������������������������������������������

��� ��������������������������������� �������

��������������������� �������� ��������� ����

������������ ����� ����������� �� ���� ���� �

��� �� ����� ����������������������� ���� ��

� �������������������� �������������

Fig. 3. Circulation of the matter in the “hydrogen economy” loop.

Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 45, 2, 2010

152

ELECTROCATALYTIC ACTIVITY OF ELECTRODEMATERIALS

����� �������� ������ ���� ��� ��� $�������

������%������ ������������ ������������� �

����� ����������������������)����������� ��� �

������������������������>���� �����������������

������ ������ ������ ������������������������

����������������� �����������������������������

������������������������ � ������ �����������������

������ ��� �� ��� ����� ������������ ��� ��� ����

���������������� ������ ����������������������

�����������������>����������

#������������ ������������������������

� ������6;,<7���� ����� &'2�!'(� 6�������� ������

���� ���������������� ������� ����� ������� �7�

� �������������� ���������� ��� �������������� �

�� ���������� ������� ��� ����� ����������� ������

������� �������A��������������� ������� ��� ��

6��7���������� ������� ������6���'0'0���������

E�������;�7��������� ������������� ��� ���� ��

�� �� � ������������������������>���� ��������������

�������� � �������������������� �������������

���� � ������� ��������������� ��������� ���

���������� �������� �� ����>�������������� ������

������ � ��������������������� ��� ��� ������� �

������ ������������������ � �������� ������.������

���� ���E�� ) � ���-�� ��������� &!!(�� �������� ��� �

����������� �������� � ������ ����������������������

������ ��������������������;� � ����� �� �������

��� ��� �������������������������������� ���� �

������������������������������ ���� ������ ����

�������������� ����������� ��� ����������������

���� ��������� ��������� ������������������

������� �������������������� ���������������

����� ���� ������ �����������

����� ) � ���-�� �������� ��������� � �� ��

����������������������������������������� �

Fig. 4. Changing of the electrocatalytic activity in the plotof logarithm exchange current density (log i

o) for hydrogen

evolution vs. strength of formed metal-hydrogen bond.

���

������

������������

������ ��

���

����������

���

��

���

�����

���

���

���

�� ��

���

���

��

���

��

���������� �!�

��"� ����

⋅ # $%!�

&�

'�

(�

)�

*�

&�

'�

(�

)�

*�

&%(� %&+� %*(� ')(�

�"����

�"����

Fig. 5. Dependence of exchange current density (logio) for hydrogen evolution along the transition series of the Periodic Table.

P. Paunovi�

153

������ ��*�������8��� ����� ����������������

�� ����������������6�����7����������������� ��

�����������������6/���07������ ���������� �����������

)���� � ����&!1(�6�����37�

��������������� ������������������������

�����3����� ��5� ���55������) � ���-��������������

�������6557� �������� ��657��������� ����������������

������������������������ � ������ ��������6������7����

�����58�6�� ��������������� ��7������������ ��� ��

�����A;@�;�������������������� � ������ ��������

��������� � ������ ������������;,<�� �� �����

����������� ����������������������� ����� ����

����������������������������/�����������������������;�

F�� -������������� � ��������� ��������������

����������� ���������� ����� ���������� ���&''��'2(�

9�� ��������� � ������ ������������ �������� �����

������ ������� ���������� ���8555� ����� ��

�� ��� ����� �������� ������ ��������� ��� �

55������������ ��������� ��������������� ���6#��

E�� ���E�7�� ������������������ � ������ ���������F��

&'2(������������� �������� � ������ �������������

����������������������������������������������

�������������������� ���� ������������������ �

��� ���� �����6�����������+��7��������� ��� �������

��������������� � ������ �������������������������

�������� ���������� ���������������������� �����

�������� ������������������ ���������������+��

� ������� ��������������� �������� �� ��B�����

���� ������������������ ������ �� ��� �������� � ��

�� �������������������������� ��� � ����� ���

���� ������ �������� ����� ������� ����� ��� ;!

������

.�������� ������������������� ��� � ���������

;,<� ��E���E�� ���#������������������ ������� �

����� �� ������ ��� ������ � ������ ����;,<G���

������ ���������������� ��� ��������������

���������������������������>���� ������5���������

���������� ������������ � �����������������������

��� ���� ��G�;������ ������� �G

ENHANCING ELECTROCATALITIC ACTIVITY OFPURE METALS

��� �����������+������ �������������� ����

���� �� ���� � ���� ���� ���� ��� ���������� ��

������ � ������ �������������������� ������������

������� ���������� ��������� ����� �� � �������

������ ��� ��6������ �� ���� ��7�����������������

� � ������ �������������������������� ����$��*�����%�

��� ��������� ����� ���� �� ��� ���������� �������

������� ������������� ���6����� �� ���� ��7� �������

������������������� ����$��������������%�

������� ��������

5������������������+�������� �� ��������������

���� �� ������� ��������� ���� �������� ���������>

����������������� ��������� ��+ ������������

�� ��������� �����������+�� ���������������������

���� ������ ������ ����� �� � �����������������

��������������� ��6��������� ������)<>)97��������

����� ��� 6�������� ��� �� � ���!��H'7�� )��� ���������

����������� ������������������������ ������

�� ��6'01�'03�����7���������������������������I� ��

����+������������������5����������������� � ��

����� ���������������� ���� ���������������� ���

�������������5��� �����������$�� ���� ��%������ ����

� �����������������,��������������������� ������

���� ����� ������������������ ���� �� ����� �������

.��J���� �����'BB0�&!3(��E� ���� ��������������

���������� ��� ���������'B32�&!/(������������ ��'

������������������������������������� ���� ���

��������������� ���� ���������������� ���������

������ �������������������� � ��6���7���������

���� �������������������������� ����������

��������������������� ��� ��� �����������H

����������������!� ������� �������������� ������

������������� ���5<�������5��� ����������� �������� �

����� ������������������ ���������� ��������������

���� � ���� ���������� ����� �� ��� � �������� ����

� � ��� ���� ������ �������������J ����&!4(��J�����

����������� ��� ������ ���������� ������������

��+��� ���� ���� ��6������ ������ ��7�������*���

������������� �������������� ���� �������� ��

����� �������� ���� �������������������������������

��������������� ��������������������������������

�������6� ����������� ���7������������������

� ������������� ����������� ��������������

5�� ������������������������� �����������

���'0H=�'0H3�������� ��'0H!��������� � ��������������

������ ��������������������������������� �������

����������������'01����'03�������������� ���� ����

�� � ���������

Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 45, 2, 2010

154

5����������������������������������� ������

����� �������������������������� ���������������

� ������������������������� ����������������

5��� ��������� ����� �� � ������������

�������� ���� ��������������������� �����*���

��������� � ������� ��� ���)���� ��� ����� �� �

� ����� ������������� ����������������� � ������

)��� � ������������� �� �������� ������ ��������

������ � ����������� ��� ����������������������

� ����� ��� � � ������� ��� ��� &!=(������ ���������

�������������� ��������:���������� ������������

��������� ���� ��� �������� ������� ���������

����������������������� ��� ���� ���������������

��������������������������������������� ������ �

������������ ������������������ ��� ���������

������������������������+�� �������������� ���

� �������������� ��������*���� �� ����������������

�� ���� ��� ��� ��������������� ������������ ��� �

������������

5���� ���� �� +��� �������>��������������

������������������������ ���������� ��������

�� ��:� ������ 6������7�� ��+��� 6��������7� ��� � �

6������>� �� ��7�������� ��� ������������������

������� � ������� ��� ������� �����������:��7���� ���

� ���� ����������7������������������������ ������7���������

�������������������������������� ������������������

��������������6E��,��������� ��������7���������

� ��������������� ��� �������������������������

������������������ �� � ��� ����� ������� ���

68�� ��K��=!��.�������� �������7�������������

�������� ��� �������������������69A,�7��9A,�

� ����� ����������:��7� �� �� � ���������������7����

������������������ ������ �������������

�������� ���� ������� ����� �� ������7��� � �����

��+���� �� ������������� ������������6�������

��������7� ������ ���������� ��� �� ������ �������

��+���� �� ���>� ��������������>�������������� �

���� ��������� ���������������������� ��

����������>��������� �������� �� ���� ��������������

����� ����� ������� ��������������������������� ��

�������������� �� �������� �������&!B(��5��� ��������

�� �� ��� ����������� ������������������������

9A,��� ��������� �� �� ����� ������������� ����� �

����� ���� ������� ��������������������������������

"������ �������������������������� �������

�������� ���� �������� ���� �� �� �������� �

���������)������� ����������� ���� �� �����������

� �� ���� ����������� ������������������ �� � �

E��������� ���������������������� ����������������

������� ���������������������6� �� ��������� �

�����7������������� ���������� �������������

�������� ��������������.������������������� �����

Fig. 6. The main groups of hypo-hyper d-electrocatalysts.

P. Paunovi�

155

� �� ���� ����� ����� ������ �������� �� ����

��������� ���

5����������������������� �� �� ���������1

�� ��������������������������������!��� �����

��������������������������� ������� ���6E,@7

��������������������� ���� ����������� �

���:� �� ��� � �������� ������� ��� ������ � � ��� ��

������ ����������������� �� ��������� �� ������� � ��

����� �������������L��������"���������������� ��

��������������������������������+������������

������������������ ������������ ������ ���� �������

����.������������ ���������� ��������� ��� ��

����������� ����<���������������������� ��

�� ������ ����������������������� ���>E��,����

��������������� ����� ���# ����E�).�&'!(����

���� ������ ��������������# ����E�).��������

'00����5���������� ������������� ��������� ��

� �����������1/0����������*���� *���6E�57����

�� ���� �������&'1(�

������� ��������

���������� �������� ��� ����� ���������

� � ����������� ������������� ������������������

������������������������� � ������������� ������

�������� � ������� ����������� �������������������� �

������ � ������ ��E��E���5��<������ &!0(����� �����

������������������������������ ������������� ������

I ���������� ���������@��? ����� ���&10(���� ����

������������ ��� � �����6#�7�������� ���� ����� ��

������������ ��� � �����6@�7���������������������

���������� ��������������������������� ������ � �

������ ������ � ���������� ������� ������5��� �����

������ ����������� �������� ������������ �������

�������� ������������� � �������������������������

�����������&1'(��.�� ������������� ��������������

��������� �� �������� �� ��� 6����� ������� �

������ � �����7������������������������ �����������

���6������������ ��� � �����7���������L����������

������� ��������� ����������.�� ����������������

��������������� �������

��������� ������������������ ��������

���������� ����������������� ������������������� ��

������������� ������� �������? ������������ ����

��������������� ��������� ������������������

�� ��������������&1'�11(�����������������������

����� ������ ����������� ������������������� ����

���� ��������������������� �������������� ������

���������������� � ������� ��� �������;,<�

�������������� ������������ ����������� ���

��������������������������������� �������������

��� �������������� ������������������� �� �������

���������������� ������������������������� ��*�

����� ����*������������������������������ ���������

� ����������� ��*�� �� ��� � ��������� ��� ���� ���

�����������������������������.������������������

�������������������� �������� �����������1���

/� �� �������� ����������� ��� ����������� ��� ������ �

����� ������� ������������������� ��� �������������

� ��������������� ��������� �����������������

��E��;���E��M�� ���#������ ����� ����� �������������

����E��;����������� ������������ ���

5����� ����� ���������� ���I ����� ��

�������������������������6������ �7��������� ������

�� ��B� �� ������������������ ������ ���������

��������������������� ������ �� ����������� �� ��

������ ���������������� ��������� � ������ ��������

����� �� ������������������ ������������������ �

� ����� ���������������� ��������������������

� ��������;!��"� ����������� ������������������*���

Fig. 7. Polarization curves of the non-platinum hypo-hyperd-electrocatalysts.

Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 45, 2, 2010

156

�������� ��������������+�� ����� ��������������

����������� ������ ���������������� ������� ������

������� ��������I ����� ����������������������

��������*����������� ����*�������������� ����������

����������� ���������� �� ������ ����� �� ��� � ��

���� ����������������������������� �� ���������

����������� �� ���� ��� ������ � ������ ���������

������������������ ���� � ������ ������������ �������

�� �� ��� ������� ���� ������� ��� � �� �� �� ���

�������������� �����

;���� �������������������� ������������

������� ���� ������ ���� ������������� ������� ��

A����������� ������ ������������� ���������

�������������� ����������������������� � �����

���������� ���������� ����������������4�

ADVANCED ELECTRODE MATERIALS

��������� �������������� �������������� ���

����������� ��� �������� �������������>�������

������� ����������� �������� �� �� ����������

��������������� ������������� ��� ������� ����

������������ ������������� ��� ����8�� ��K��=!�

�������������� �� ����� ��������E����������������

�������������� ������� ��� ����.����/0�C�����������

��� ������� ����� ��� �������� ������� ��������

������� 6@,.7� ���������E������� ������� �� ��=0�C

&31(�� ����������� ���� ���������������� � ������&31(�

�������������������E�� ��������������������!0

C������� ���������������������J� �� ���������

� ������B0�CG�J� �� ������������������������

�� �� ��������� ������������ �������� �����������

�����G��������������� ����� ��������� ����� �������

������������ � ������ ���� ��� ��������������

������������������� ��� ������������������� �

�� �������� ���@,.�������� ���� �� �����������

������

���� ��� �������������������� ����� ������

��������������������� � ����* ����� ���������� ����

��������� ���������������������� � �������������

�������������>���� ������# ����� ��������� � �����

������ �������������������&33(��@� ������� �

6'0�C7�� �������������� ������� �����8�� ��K��=!�

.���� ���� ��#�� �������������J������ ���#�G

#���������������� ������� ���������������������

� ��#����������������� ����� ���������� �����������

5��� �������������� � �������������������� � �����

���������������������������������#��� ���� � �����

6� ����'7������� ������ �������� ���������� �����

�� ��������� ������6� ����!���������=� ���� ���'7�

A������������������� ����������������������� �

����������������������40��.����!�� ��'/0��8�

Sample

No Catalysts composition η60, mV

0 10% Pt + Vulcan XC-72 220

1 10% Ni + Vulcan XC-72 530

2 10% Co + Vulcan XC-72 380

3 10% Co + 18% TiO2 + Vulcan XC-72 265

4 10% Co + 18% TiO2 + MWCNTs 235

5 10% Co + 18% TiO2 + MWCNTs(a) 215

6 10% CoPt (4:1 wt.) + 18% TiO2 + MWCNTs(a) 135

7 10% CoPt (1:1 wt.) + 18% TiO2 + MWCNTs(a) 115

8 10% Pt + 18% TiO2 + MWCNTs(a) 125

� ���'� �������� ����������������������� ������������������������ � �����

������������������������40��.����!�

P. Paunovi�

157

����������������������������*����#��� �������6'/�!0���7

���� �������������������6� ��!���7����������� �

��� �� � ���� ������ � �����������������������

���� � ����-����� ������������ �������������� ����

���� ��������� � ������5����������������������

�������������� ��������� � ��������������������

������������� ����������������� ���������� ��

������ � ������ �� ������������������� ���� !�6 � �

� �7��;��������������� �� ���������� ������� ��

� � ������������6������ ������� �7� ���������������

���� � ����-����� ������������������������ ����)�����

@� ��)������5��� ������6)@)57�������+�������

� � ������������� �� ������������������ � ������ ��

������� ��� ����� ��������� ����� �� � � ������ ��

������ � ������ � �� ��� ������� ��� ����� �����

&3/��34(��.����������� � � ��������� � ����-��������

���������������� �������������� �������������

���������������''/��8�������������� ���������

� � ������ �������� ��������������� ��� 6� ���� 17

������ � �������������������������������������� ��

������������� ����� !�&3!��3=(�� �������+����

���� ���������������� � ������ ��������

5���������������� �������������� �����������

���� ��� ���������� ��8�� ��K��=!������� ����� ��

����� ���������6@J�#��7�������������������

������������������� �� � � �������������� � ��

��������� ��� ��� ��������� �� �� ���������� ����

���� ����� ��������� � �������,��� ���������������

������ ��� �������������� ��������������������

�������������������������� �������� ��������������

Fig. 8. History of technological revolutions and fossil fuels.

wood coal oil natural gas

hydrogen

1:0 1:1 1:2 1:4 0:1

Industrial revolution

Electricityrevolution

Automobile revolution

Informaticrevolution

Energetic revolution

wood coal oil natural gas

wood coal oil natural gas

hydrogen

1:0 1:1 1:2 1:41:0 1:1 1:2 1:4 0:1

Industrial revolution

Electricityrevolution

Automobile revolution

Informaticrevolution

Industrial revolution

Electricityrevolution

Automobile revolution

Informaticrevolution

Energetic revolution

����� �����������������������������������������

��� �� � �� ���������������������� ������ � �����

������ ���������� � ����-����� ��� ����������� ���

@J�#�-������� ����� ������ ��������� � ���������

������ �������������6�������������7����� ����� ����

�� �������������������������� � ����-����� ��&'=�

3!(��A�� ���������������������� �����������������

� � �����6� ����37����� �������������������������

���6� ����17����10��8�

������������� ����> ���� ��������@J�#���� �

� ��&3B(��A������������� ����������� ����������

����:�6�7������������������ ���� ������ ������� �

��������� ����� ���6��7��������������������� �������

������� ���@J�#���� ����������� ��������� ����

��� ������ ������ �������������������@J�#���

���������� ����������������������� ����������

��� ��������� �������� ������������������� ����

������ ����� �� � � ���� ������������ � ���������

�� ��� ��� ���� � ����� ����� ��� ��� ���

������ � ������������� ��������������� ��� ������

���������������� � ������ ������������������������

��������������� �������������������� � ������5�

������ ��6� ����/7������������������� ����� ��

����!0��8��� �������������������� � ������������

��� ����� ���@J�#���6� ����37������� ����������

�������������� ���������� ������ ��E�������� � ����

6E�>8�� ��K��=!��� ����07��)������� ��� �� �������

��������� ��������� ���� � ����� ���� ����E��� ��

���� ��������������������������������� ���������

������ � ������������������� ������� ��6E,@7

Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 45, 2, 2010

158

��������� �������� ���������������� ���� ��������

��������������� ����������������� �������� �������

���� ������������� ������ ��� ������ ��E��� � ����

&'=(�

�������������������� ������������ ������

� � ������������������ ������� �������� ��������

� ������'0�C���E�� 6��:E��N�3:'������� � ����4� ��

��:E�N':'�������� ����=7� ���E��� ���� � �����6� ���

B7������ � �������������������������������� �

����������� �����������������.����������� � �����

���������������� � ������ ��������������� ������

��������� �������������������� ���� �����6� ���

07���������� � ������ ������������������ � ����������

������� ������� ����:E��N�':'�������6� ����=7������

���� � ������������������ ������� ����:E��N�3:'�

����6� ����47�������� ����������������������������

��������������E��� ���� � �����6� ����B7��.����

�������� ���� ��� ��� �� � �������� � ��������������

������ ��������E��6� ����37���������� ���������

������������ ����� � ����������������������� � �����

���������I�-������������ ��� � ������ �������������

������������������ ������ ������ �� ��� �� �

6� ��������*7��������� ������ � �������������������

�������� � ����-���� ���������������������������

���� ������������� ����� ���� � ����������� ���� �

�������������� ��������������������� ������� �� �

��������@J�#���� �� ��� � ������������ ������

����� ��� �������� ��������������� � �������������

���������� ������������������� ����������������

� ���� �������*����E������� ������ ��� ������������

�����.������ ����������������K<A� � ������&32(����

��*����E������� ������������� ����B����� ��'!����

�����������������������6� �����4� ���=7���������

������������ ���������6�����1�3�����7���*����E�

� ����������������� ��������E����������� �����

�������������������� �����E���� ������������

�������

5�� ���������� �� ������������������� � �����

6�����������O�������� ��7� ���������������������

�������� ����������������� � ������ ��������������

������������5��������������@J�#���� ����������

��������������� �� ����� ����� ���� ������������

CONCLUSIONS

I�-������ �����������������������������������

����� ������������6�����B7��.������������� �������

������ ����� �� ����� ������������������������

���� ��� ������������ ��������������������������

��������+ ������ ����������������������������� �

�������������������������� ��������������������

��� �������������������������������������������� �

���������6�� ��� ����� �� � ��7������������

������ ���������������� ������������������� �� ��

������������������������������������� �����

��������� ������� ������� �������� �� ��� ������ ��

����������������.�� � ����������� ��� �����

���� ��������������� ����� ���������� ������� ����

���� ������������������� ���������������� �

�������������� ���� �� ��� ���������� ������+��

� ����������������� ���.������ ������ ��������� �

����������� ��� ��������������������������������

������ �������������������� ���� ���������+���

����������������������� ���������������� �������

� ������������������ ��� ���������� ��������������

���������� ��� ��� �� ��� ����� ������� 5������

�� ���� ������������L����� �������� �������� ���

�����������������

�������� �������� ������� ��������� ���

���������������� ���������������������������

��� �����������������6��� ��������������������

�� ����� ��������7���� ������ ������������������ ���������

����������������������� ����������������������

������������������� ����������������� ����������

������������� ��� ���������������������>���� �

������ ����������� ����������>��� ������ ����� ��� ��

����������������������������

������ ������ ��� ���������������������������

�������������� �� �����������������

Acknowledgements����� � ������������� ��������������������

����������1���������$��2�����������������������������

�����������������1��������������������������

����������� �������������������������������34����������

��������������������������������5*�1��������6���

��������������*�$����������7�����*�8������������1������

��$��������������0����7�����*�9�����������������

����������������*���� 2��

REFERENCES

1. J. O’M. Bockris, T. N. Veziroglu, D. Smith, Solar Hydro-

gen Energy, The power to save the Earth, MacDonald

P. Paunovi�

159

& Co. Ltd., 1991.

2. D. Janke, L. Savov, Circulation of Materials, Proc. Erstes

Freiberger Europa Seminar: Resources for Tomorow -Materials Recycling, TU Bergakademie, December 1997,

Freiberg, 1-12.

3. V.A. Goltsov, T.N. Veziroglu, L.F. Goltsova, IAHE Mod-ern Hydrogen Civilization Conception and New Chal-

lenges of the World Scientific–Cultural Community,

Proc. International Hydrogen Energy Congress andExhibition IHEC 2007, (CD), 13-15 July 2007, Istanbul,

1-13.

4. V. I. Vernadsky, Scientific Thought as a Planetary Phe-nomenon, Nauka, Moscow, 1991.

5. V. A. Goltzov, Vernadsky’s Creative Heritage and the

Present, Proc. International Scientific Conference, 2001,Donetsk, Ukraine.

6. J. O’M Bockris, Science, 176, 1323

7. D. P. Gregory, Sci. Amer., 228, 1973, 13-21.8. T. N. Veziroglu, O. Basar, Dynamics of a Universal Hy-

drogen Fuel System, Proc. of the Hydrogen Economy

Miami Energy (THEME) Conference, March 1974, Mi-ami Beach.

9. C. Marchetti, J. Brit. Nucl. Energy Soc., 13, 1974, 353-362.

10. J. O’M. Bockris, A. K. N. Reddy, Modern Electrochem-

istry, V. 2, Plenum Press, 1970.11. H. Kita, J. Electrochem. Soc., 113, 1966, 1095-1106.

12. S. Banerjee, An Overview of State of the Art PEM Based

Fuel Cell Systems, Proc. Advances in Materials for Pro-ton Exchange Membrane Fuel Cell Systems; Asilomar

Conference Grounds, February 23-27, 2003, Pacific

Grove, California.13. T. Zawodzinski, Critical Issues for Advanced PEM FC

Material Systems, Proc. Advances in Materials for Pro-

ton Exchange Membrane Fuel Cell Systems; AsilomarConference Grounds, February 23-27, 2003, Pacific

Grove, California.

14. E. Budevski, I. Radev, E. Slavcheva, The Easy TestCell-An enhanced MEA investigation and optimiza-

tion technique, Proc. International Hydrogen Energy

Congress and Exhibition IHEC, 13-15 July, 2005,Istanbul, p. 37 (1-7).

15. S. G. Neophytides, S. H. Zafeiratos and M. M. Jakšiæ, J.

Electroch. Soc., 150, 2003, E512-E526.16. I. Dragieva, Z.B. Stoynov, K.J. Klabunde, Scripta Mater.,

44, 2001, 2187-2191.

17. P. Paunovi , O. Popovski, I. Radev, Bull. Chem. Technol.

Macedonia, 24, 2005, 133–141.

18. P. Paunovic, A.T. Dimitrov, O. Popovski, D. Slavkov, S.Hadzi Jordanov, Effect of carbon nanotubes support in

improving the performance of mixed electrocatalysts

for hydrogen evolution, Maced. J. Chem. Chem. Eng.,26, 2, 2007, 87– 93.

19. H. Kita in: H. Bloom, F. Gootman (Eds.), Electrochemis-

try: The Past Thirty and the Next Thirty Years, PlenumPress, New York, 1977, pp. 117-137.

20. A. R. Despic, D. M. ���� �� O. Tatic-Janjic, Osnovi

elektrohemije, Naucna knjiga, Beograd, 1970.21. J.O’M. Bockris, S.U.M. Khan, Surface Eelectrochemist-

ry, Plenum Press, New York, 1993.

22. P. Sabatier, La Catalyse en Chemie Organique, LibrairePolytechnique, Paris, 1913.

23. S. Trasatti, in: C. W. Tobias, H. Gerischer (Eds.), Ad-

vances in Electrochemistry and Electrochemical Engi-neering, v. 10, John Wiley & Sons, New York, 1977, pp.

213-305.

24. A. Westphal, German Patent 22393, 1880.25. G. Planté, Recherches sur l’électricité, Gauter-Vilars,

Paris, 1863.26. C. Wagner, unpublished work cited as ref. [1] in J. A.

Rocket and R. Brown, J. Electrochem. Soc., 113, 1969,

207-213.27. M. Rieth, Nano-Engineering in Science and Technol-

ogy, World Scientific Publishing, 2003.

28. E. Budevski, J. Optoelec. Advan. Mater., 5, 2003, 1319-1325.

29. E. W. Brooman, A. T. Kuhn, J. Electroanal. Chem., 49,

1974, 325-353.10��M.M. Jakšic��P��Q��������<��.� � ��������<��.�*���

,���������� ������ '2==�� '1//�'140�

31. M. M. Jakšic, Int. J. Hydr. Energy, 12, 1987, 727-752.32. L. Brewer, in: P.A. Beck (Ed.), Electronic Structure and

Alloy Chemistry of Transition Elemenets, Intercsience,

Dover New York, 1965, p. 221-235.33. M.M. Jakšic, J. New Mat. Eelectrochem. Systems, 3,

2000, 153-168.

34. M.M. Jakšic, C.M. La njevac, B. N. Grgur, N. V. Krstajic,J. New Mat. Eelectrochem. Systems, 3, 2000, 169-182.

35. I. Paseka, Electrochimica Acta, 40, 1995, 1633-1640.

36. I. Paseka, J. Velicka, Electrochimica Acta, 42, 1997, 237-242.37. S. Rausch, H. Wendt, J. Electrochem. Soc., 143, 1996,

2852-2862.

Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 45, 2, 2010

160

38. D. Miousse, A. Lasia, V. Borck, J. Appl. Electrochem.,

25, 1995, 592-602.

39. S. Trasatti, Electrochimica Acta, 36, 1991, 225-241.40. S. G. Neophytides, S. H. Zaferiatos, M.M. Jakšic, Chem.

Ind., 57, 2003, 368-392.

41. P. Paunovic, O. Popovski, A.T. Dimitrov, D. Slavkov, E.Lefterova, S. Hadzi Jordanov, Electrochimica Acta, 52,

2006, 1610-1618.

42. P. Paunovic, O. Popovski, A. T. Dimitrov, D. Slavkov, E.Lefterova, S. Hadzi Jordanov, Electrochimica Acta, 52,

2007, 4640-4648.

43. K. Lee, J. Zhang, H. Wang, D. P. Wilkinson, J. Appl.Electrchem., 36, 2006, 507-522.

44. S. Hadzi Jordanov, P. Paunovic, O. Popovski, A. Dimitrov,

D. Slavkov, Bull. Chem. Technol. Macedonia, 23, 2004,

101–112.

45. S.G. Neophytides, S. Zaferiatos, G.D. Papakonstantnou,J.M. Jakšic, F.E. Paloukis, M.M. Jakšic, Int. J. Hydr.

Energy, 30, 2005, 393-410.

46. S. J. Tauster, S. C. Fung, J. Catal., 55, 1978, 29-35.47. P. Paunovic, O. Popovski, S. Hadzi Jordanov, A. Dimitrov,

D. Slavkov, J. Serb. Chem. Soc., 71, 2006, 149-165.

48. P. Paunovic, A. T. Dimitrov, O. Popovski, E. Slavcheva,A. Grozdanov, E. Lefterova, Gj. Petruševski, S. Hadzi

Jordanov, Mat. Resear.Bull., 44, 1816-1821, 2009.

49. P. Paunovic, I. Radev, A. T. Dimitrov, O. Popovski, E.Lefterova, E. Slavcheva, S. Hadzi Jordanov, Int. J. Hydr.

Energy, 34, 2009, 2866-2873.