UK MFF KFPP
Domů Skupina nanomateriálů Granty Nové materiály pro elektrolyzéry vody s protonově vodivou membránou (GAČR)

Nové materiály pro elektrolyzéry vody s protonově vodivou membránou (GAČR)

UK MFF KFPP
Domů Skupina nanomateriálů Granty Nové materiály pro elektrolyzéry vody s protonově vodivou membránou (GAČR)

Předkládaný projekt se zabývá přípravou, detailní charakterizací a testováním nových nanostrukturních materiálů a katalyzátorů pro elektrolyzéry vody s protonově vodivou membránou. Důraz bude kladen na snížení obsahu vzácných kovů v katalyzátorech bez významného poklesu výkonnosti. K úkolu bude přistupováno ze dvou směrů: i) Budeme studovat nové nosiče katalyzátoru s velkým povrchem, které umožní zvětšení aktivní plochy katalyzátoru. ii) Zaměříme se na vytvoření smíšených, víceprvkových katalyzátorů ve formě slitin a oxidů, u kterých bude vzácný kov z velké části nahrazen levnějším materiálem. Vzhledem k multidisciplinárnímu charakteru projektu se bude výzkumný tým skládat z 5 mladých vědců pokrývajících všechny experimentální techniky uvedené v návrhu projektu. Cílem projektu bude přenesení modelových studií a získaných znalostí na přímý vývoj katalyzátoru v reálném prostředí a eventuálně zkonstruování prototypu elektrolyzéru vody. Tento přístup činí předkládaný projekt ojedinělým, a to nejen z hlediska vědeckého pokroku, ale i technologických a ekonomických dopadů.

Poskytovatel grantu

Grantová agentura ČR

Program

Juniorské projekty

Panel

P108 – Materiálové vědy a inženýrství

Registrační číslo projektu

18-06989Y

Trvání

1/2018 – 12/2020

Hlavní řešitelka

Mgr. Jaroslava Nováková, Ph.D.

Publikace

I. Khalakhan, F. Waidhas, O. Brummel, M. Vorokhta, P. Kúš, Y. V. Yakovlev, M. Bertram, M. Dopita, I. Matolínová, J. Libuda, V. Matolín: Nanoscale Morphological and Structural Transformations of PtCu Alloy Electrocatalysts during Potentiodynamic Cycling. J. Phys. Chem. C 122 (2018) 21974, doi:10.1021/acs.jpcc.8b06840.
P. Kúš, A. Ostroverkh, I. Khalakhan, R. Fiala, Y. Kosto, B. Šmíd, Y. Lobko, Y. Yakovlev, J. Nováková, I. Matolínová, V. Matolín: Magnetron sputtered thin-film vertically segmented Pt-Ir catalyst supported on TiC for anode side of proton exchange membrane unitized regenerative fuel cells. Int. J. Hydrogen Energy 44 (2019) 16087, doi:10.1016/j.ijhydene.2019.04.216.
Y. Yakovlev, J. Nováková, P. Kúš, T. Dinhová, I. Matolínová, V. Matolín: Highly developed nanostructuring of polymer-electrolyte membrane supported catalysts for hydrogen fuel cell application. J. Power Sources 439 (2019) 227084, doi:10.1016/j.jpowsour.2019.227084.
R. Brown, M. Vorokhta, I. Khalakhan, M. Dopita, T. Vonderach, T. Skála, N. Lindahl, I. Matolínová, H. Grönbeck, K. M. Neyman, V. Matolín, B. Wickman: Unraveling the Surface Chemistry and Structure in Highly Active Sputtered Pt₃Y Catalyst Films for the Oxygen Reduction Reaction. ACS Appl. Mater. Interfaces 12 (2019) 4454, doi:10.1021/acsami.9b17817.
I. Khalakhan, M. Bogar, M. Vorokhta, P. Kúš, Y. Yakovlev, M. Dopita, D. J. S. Sandbeck, S. Cherevko, I. Matolínová, H. Amenitsch: Evolution of the PtNi Bimetallic Alloy Fuel Cell Catalyst under Simulated Operational Conditions. ACS Appl. Mater. Interfaces 12 (2020) 17602, doi:10.1021/acsami.0c02083.
I. Khalakhan, L. Vega, M. Vorokhta, T. Skála, F. Viñes, Y. V. Yakovlev, K. M. Neyman, I. Matolínová: Irreversible structural dynamics on the surface of bimetallic PtNi alloy catalyst under alternating oxidizing and reducing environments. Appl. Catal., B 264 (2020) 118476, doi:10.1016/j.apcatb.2019.118476.
J. Novakova, M. Dubau, S. Fuka, T. Duchon, K. Veltruska, V. Johanek, R. Fiala, I. Matolinova, V. Potin: Role of Nitrogenated Carbon Support in Porous Structure Formation of Pt-CeO_x Based Catalysts. ECS Meeting Abstracts MA2020-01 (2020) 2703, doi:10.1149/ma2020-01482703mtgabs.
J. Nováková, M. Dubau, Š. Fuka, T. Ducho?, V. Johánek, R. Fiala, K. Veltruská, V. Potin, V. Matolín, I. Matolínová: Role of nitrogenated carbon in tuning Pt-CeO_x based anode catalysts for higher performance of hydrogen-powered fuel cells. Appl. Surf. Sci. 515 (2020) 146054, doi:10.1016/j.apsusc.2020.146054.
R. Brown, M. Vorokhta, T. Skála, I. Khalakhan, N. Lindahl, B. Eriksson, C. Lagergren, I. Matolínová, V. Matolín, B. Wickman: Surface Composition of a Highly Active Pt₃Y Alloy Catalyst for Application in Low Temperature Fuel Cells. Fuel Cells 20 (2020) 413, doi:10.1002/fuce.201900186.
T. Hrbek, P. Kúš, Y. Yakovlev, J. Nováková, Y. Lobko, I. Khalakhan, V. Matolín, I. Matolínová: Sputter-etching treatment of proton-exchange membranes: Completely dry thin-film approach to low-loading catalyst-coated membranes for water electrolysis. Int. J. Hydrogen Energy 45 (2020) 20776, doi:10.1016/j.ijhydene.2020.05.245.
Y. V. Yakovlev, Y. V. Lobko, M. Vorokhta, J. Nováková, M. Mazur, I. Matolínová, V. Matolín: Ionomer content effect on charge and gas transport in the cathode catalyst layer of proton-exchange membrane fuel cells. J. Power Sources 490 (2021) 229531, doi:10.1016/j.jpowsour.2021.229531.