ЭЛЕКТРОКАТАЛИЗАТОР ВОССТАНОВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА С ПОНИЖЕННЫМИ СКОРОСТЯМИ ОКИСЛЕНИЯ И РАСТВОРЕНИЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ПЛАТИНЫ

1. Композитные платина-металлоксидные частицы с металлоксидным ядром, по меньшей мере частично инкапсулированным в тонком на атомном уровне слое нульвалентных или частично заряженных атомов платины; причем указанное металлоксидное ядро альтернативно или дополнительно связано с нуль-валентными или частично заряженными кластерами платины.
2. Композитные платина-металлоксидные частицы по п.1, в которых металлоксидное ядро состоит из оксида одного или более металлов, выбранных из группы, состоящей из титана, ниобия, иттрия, циркония, молибдена, хрома, никеля, марганца, ванадия, тантала, вольфрама, рения, рутения, родия и иридия.
3. Композитные платина-металлоксидные частицы по п.1, в которых металлоксидное ядро состоит из оксида одного или более металлов, выбранных из группы, состоящей из титана, ниобия, молибдена, хрома, никеля, марганца, ванадия, тантала, вольфрама, рения, рутения, родия и иридия.
4. Композитные платина-металлоксидные частицы по п.1, в которых металлоксидное ядро состоит из оксида одного или более металлов, выбранных из группы, состоящей из титана, ниобия, молибдена, хрома, никеля, марганца, ванадия, тантала, рения, рутения, родия и иридия.
5. Композитные платина-металлоксидные частицы по п.1, в которых металлоксидное ядро состоит из оксида вольфрама.
6. Композитные платина-металлоксидные частицы по п.5, в которых оксид вольфрама представляет собой оксид натрия-вольфрама.
7. Композитные платина-металлоксидные частицы по п.6, в которых оксид натрия-вольфрама представляет собой натрий-вольфрамовую бронзу.
8. Композитные платина-металлоксидные частицы по п.1, в которых металлоксидное ядро имеет размер в интервале от одного нанометра до пятисот микрон.
9. Композитные платина-металлоксидные частицы по п.8, в которых металлоксидное ядро имеет размер в интервале от десяти до пятидесяти нанометров.
10. Композитные платина-металлоксидные частицы по п.1, в которых металлоксидное ядро связано с нуль-валентными или частично заряженными кластерами платины.
11. Композитные платина-металлоксидные частицы по п.10, в которых каждый из указанных нуль-валентных или частично заряженных кластеров платины независимо содержит от трех до шестидесяти атомов платины.
12. Композитные платина-металлоксидные частицы по п.1, в которых металлоксидное ядро по меньшей мере частично инкапсулировано в тонком, на атомном уровне слое нуль-валентных или частично заряженных атомов платины.
13. Композитные платина-металлоксидные частицы по п.12, в которых указанный тонкий на атомном уровне слой содержит один, два или три слоя нуль-валентных или частично заряженных атомов платины.
14. Катод, на котором происходит восстановление кислорода, содержащий электропроводящий носитель, связанный с композитными платина-металлоксидными частицами, состоящими из металлоксидного ядра из оксидной композиции, устойчивой к разрушению в рабочих условиях для указанного катода; которое по меньшей мере частично инкапсулировано в тонком на атомном уровне слое нуль-валентных или частично заряженных атомов платины; причем указанное металлоксидное ядро альтернативно или дополнительно связано с нуль-валентными или частично заряженными кластерами платины.
15. Катод по п.14, в котором указанное металлоксидное ядро состоит из оксида одного или более металлов, выбранных из группы, состоящей из титана, ниобия, иттрия, циркония, молибдена, хрома, никеля, марганца, ванадия, тантала, вольфрама, рения, рутения, родия и иридия.
16. Катод по п.14, в котором указанное металлоксидное ядро состоит из оксида одного или более металлов, выбранных из группы, состоящей из титана, ниобия, молибдена, хрома, никеля, марганца, ванадия, тантала, вольфрама, рения, рутения, родия и иридия.
17. Катод по п.14, в котором указанное металлоксидное ядро состоит из оксида одного или более металлов, выбранных из группы, состоящей из титана, ниобия, молибдена, хрома, никеля, марганца, ванадия, тантала, рения, рутения, родия и иридия.
18. Катод по п.14, в котором металлоксидное ядро состоит из оксида вольфрама.
19. Катод по п.18, в котором оксида вольфрама представляет собой оксид натрия-вольфрама.
20. Катод по п.19, в котором оксид натрия-вольфрама представляет собой натрий-вольфрамовую бронзу.
21. Катод по п.14, в котором электропроводящий носитель выбирают из группы, состоящей из сажи, графитизированного угля, графита и активированного угля.
22. Топливный элемент, включающий
катод, на котором происходит восстановление кислорода, содержащий электропроводящий носитель, связанный с композитными платина-металлоксидными частицами, состоящими из металлоксидного ядра из оксидной композиции, устойчивой к разрушению в рабочих условиях для указанного топливного элемента; указанное металлоксидное ядро по меньшей мере частично инкапсулировано в тонком на атомном уровне слое нуль-валентных или частично заряженных атомов платины; причем металлоксидное ядро альтернативно или дополнительно связано с нуль-валентными или частично заряженными кластерами платины;
анод;
электропроводящий контакт, связывающий указанный катод, на котором происходит восстановление кислорода, с указанным анодом; и
ион-проводящий электролит, находящийся в контакте с указанным катодом, на котором происходит восстановление кислорода, и указанным анодом.
23. Топливный элемент по п.22, в котором металлоксидное ядро состоит из оксида одного или более металлов, выбранных из группы, состоящей из титана, ниобия, иттрия, циркония, молибдена, хрома, никеля, марганца, ванадия, тантала, вольфрама, рения, рутения, родия и иридия.
24. Топливный элемент по п.22, в котором металлоксидное ядро состоит из оксида одного или более металлов, выбранных из группы, состоящей из титана, ниобия, молибдена, хрома, никеля, марганца, ванадия, тантала, вольфрама, рения, рутения, родия и иридия.
25. Топливный элемент по п.22, в котором металлоксидное ядро состоит из оксида одного или более металлов, выбранных из группы, состоящей из титана, ниобия, молибдена, хрома, никеля, марганца, ванадия, тантала, рения г рутения, родия и иридия.
26. Топливный элемент по п.23, в котором металлоксидное ядро состоит из оксида вольфрама.
27. Топливный элемент по п.26, в котором оксид вольфрама является оксидом натрия-вольфрама.
28. Топливный элемент по п.27, в котором оксид натрия-вольфрама представляет собой натрий-вольфрамовую бронзу.
29. Топливный элемент по п.22, в котором ион-проводящий электролит является протонпроводящим электролитом.
30. Топливный элемент по п.29, в котором протонпроводящий электролит является протонпроводящей мембраной.
31. Топливный элемент по п.22, в котором металлоксидное ядро имеет размер в интервале от одного нанометра до пятисот микрон.
32. Топливный элемент по п.31, в котором металлоксидное ядро имеет размер в интервале от десяти до пятидесяти нанометров.
33. Топливный элемент по п.22, в котором указанное металлоксидное ядро связано с нуль-валентными или частично заряженными кластерами платины.
34. Топливный элемент по п.33, в котором каждый из указанных нуль-валентных или частично заряженных кластеров платины независимо содержит от трех до шестидесяти атомов платины.
35. Топливный элемент по п.22, в котором указанное металлоксидное ядро связано с тонким на атомном уровне слоем нуль-валентных или частично заряженных кластеров платины.
36. Топливный элемент по п.35, в котором указанный тонкий на атомном уровне слой содержит один, два или три слоя нуль-валентных или частично заряженных атомов платины.
37. Топливный элемент по п.22, в котором электропроводящий носитель выбирают из группы, состоящей из сажи, графитизированного угля, графита и активированного угля.
38. Способ повышения стабильности топливного элемента путем предотвращения или уменьшения растворения платины из материала катода, на котором происходит восстановление кислорода, в топливном элементе, который включает введение композитных платина-металлоксидных частиц в катод, на котором происходит восстановление кислорода, топливного элемента; указанные композитные платина-металлоксидные частицы состоят из металлоксидного ядра из оксидной композиции, устойчивой к разрушению в рабочих условиях для указанного топливного элемента; металлоксидное ядро по меньшей мере частично инкапсулировано в тонком на атомном уровне слое нуль-валентных или частично заряженных атомов платины; и альтернативно или дополнительно связано с нуль-валентными или частично заряженными кластерами платины, что препятствует или уменьшает растворение платины из материала катода, на котором происходит восстановление кислорода, в топливном элементе.
39. Способ по п.38, в котором указанное металлоксидное ядро состоит из оксида одного или более металлов, выбранных из группы, состоящей из титана, ниобия, иттрия, циркония, молибдена, хрома, никеля, марганца, ванадия, тантала, вольфрама, рения, рутения, родия и иридия.
40. Способ по п.39, в котором металлоксидное ядро состоит из оксида вольфрама.
41. Способ по п.40, в котором оксид вольфрама представляет собой оксид натрия-вольфрама.
42. Способ по п.41, в котором оксид натрия-вольфрама представляет собой натрий-вольфрамовую бронзу.
43. Способ получения электрической энергии, включающий
использование топливного элемента, включающего
катод, на котором происходит восстановление кислорода, содержащий электропроводящий носитель, связанный с композитными платина-металлоксидными частицами, состоящими из металлоксидного ядра из оксидной композиции, устойчивой к разрушению в рабочих условиях для указанного топливного элемента; металлоксидное ядро по меньшей мере частично инкапсулировано в тонком на атомном уровне слое нуль-валентных или частично заряженных атомов платины; и альтернативно или дополнительно связано с нуль-валентными или частично заряженными кластерами платины;
анод;
электропроводящий контакт, связывающий указанный катод, на котором происходит восстановление кислорода, с указанным анодом; и
ион-проводящий электролит, находящийся в контакте с указанным катодом, на котором происходит восстановление кислорода, и указанным анодом;
(ii) контактирование указанного катода, на котором происходит восстановление кислорода, с кислородом; и
(iii) контактирование указанного анода с источником топлива.
44. Способ по п.43, в котором металлоксидное ядро состоит из оксида одного или более металлов, выбранных из группы, состоящей из титана, ниобия, иттрия, циркония, молибдена, хрома, никеля, марганца, ванадия, тантала, вольфрама, рения, рутения, родия и иридия.
45. Способ по п.43, в котором ион-проводящий электролит является протонпроводящим электролитом.
46. Способ по п.43, в котором протонпроводящий электролит представляет собой протонпроводящую мембрану.
47. Способ по п.43, в котором электропроводящий носитель выбирают из группы, состоящей из сажи, графитизированного угля, графита и активированного угля.
48. Способ по п.43, в котором источником топлива является газообразный водород.
49. Способ по п.48, в котором газообразный водород генерируют путем риформинга метанола.
50. Способ по п.48, в котором газообразный водород генерируют путем риформинга метана.
51. Способ по п.48, в котором газообразный водород генерируют путем риформинга газолина.
52. Способ по п.43, в котором источником топлива является спирт в отсутствие риформинга.
53. Способ по п.43, в котором источником топлива является метанол в отсутствие риформинга