Language
  • en
  • cs
Disertační práce

Jedu odolné katalyzátory s vysokým výkonem pro aplikace v palivových článcích

Vodíkové palivové články jsou účinným zdrojem energie bez uhlíkové stopy, které díky své všestrannosti je možné využít v mnoha aplikacích. Výkon palivových článků závisí na aktivitě katalyzátorů, složených obvykle z kovů skupiny platiny (PGM). Aby byla tato technologie komerčně životaschopná, mělo by se používání vzácných kovů podstatně snížit. Ačkoli současné katalyzátory s nízkým obsahem PGM vykazují slibný výkon, stále jsou náchylné k deaktivaci nebo otravě nečistotami, které jsou obvykle přítomny ve vodíku a vzduchu. Proto je pro výrobu vysoce spolehlivých palivových článků velmi důležité studium otravy katalyzátorů a vývoj materiálů odolných vůči otravě.

Tato práce bude zaměřena na studium mechanismu otravy na modelových katalyzátorech a na syntézu nanočástic katalyzátoru odolných proti otrávení. Modelové tenkovrstvé katalyzátory budou připraveny technikou magnetronového naprašování. Proces otravy bude na modelových katalyzátorech zkoumán fotoelektronovou spektroskopií ve vyšších tlacích (NAP XPS) a technikami rotační diskové a rotační kroužkové diskové elektrody (RDE / RRDE). Výsledky modelových studií nám umožní najít nejslibnější katalytický materiál, který bude syntetizován ve formě samonosných / nesených nanočástic. Hlubší pochopení mechanismu otravy na modelových systémech s různými strukturami bude zásadní pro návrh katalyzátoru, který pomůže odhalit nejlepší architekturu mezi slitinami, strukturami jádro-plášť a bimetalickými nanočásticemi. Nanočástice katalyzátoru budou připraveny chemickými metodami. Struktura a morfologie syntetizovaných nanočástic bude studována elektronovou mikroskopií SEM / TEM a fotoelektrickou spektroskopií (XPS). Aktivita a výkonnost katalyzátorů v přítomnosti otravných látek bude prováděna v elektrochemickém článku pomocí technik RDE / RRDE. Nakonec budou nanočástice katalyzátoru testovány v palivovém článku.

Hlavním cílem této práce je vytvoření vztahu mezi složením, strukturou a morfologií nanočástic katalyzátoru a jejich dlouhodobým výkonem v přítomnosti pro ně toxických druhů.

Literatura

  1. O’Hayre, Ryan P., Suk-Won Cha, Whitney G. Colella, and F. B. Prinz. Fuel Cell Fundamentals. Third edition. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons Inc, 2016. ISNB 978-1-119-11415-4 978-1-119-11420-8.
  2. Jiujun Zhang. PEM Fuel Cell Electrocatalysts and Catalyst Layers. Fundamentals and Applications. London: Springer-Verlag London Limited, 2008. ISBN 978-1-84800-935-6.
  3. Marc Koper, Andrzej Wieckowski. Fuel Cell Catalysis: A Surface Science Approach. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons Inc, 2009. ISBN 978-0-470-13116-9

Pokud máte zájem o tuto práci, obraťte se na nás.

Vedoucí

Mgr. Yurii Yakovlev, Ph.D.

Vědecký pracovník
yakovlevyv87@gmail.com
22191-2251
22191-2763
95155-2251
95155-2763
Detail osoby

Studium, přednášky, zajímavosti a informace z oblasti nanomateriálů a vodíkových technologií.