Studium nových katalyzátorů pro palivové články s polymerní membránou

Hledání nových zdrojů energie se stéle více zaměřuje na oxidaci vodíku a uhlovodíků v palivových článcích. V poslední době bylo dosaženo velkého pokroku ve vývoji článků s polymerní membránou, např. Nafion. Doposud je považován za jediný vhodný materiál pro přípravu katalytických elektrod platina a slitina Pt-Ru ve formě nanoprášků. Ve snaze o snížení ceny jsou intenzívně hledány další materiály, které by mohly čistou Pt nahradit, případě její obsah snížit. Jednou z cest je využití velmi tenkých platinových vrstev nebo vrstev oxidu ceru dopovaných kovy jako jsou Pt, Sn, Pd a pod. Disertační práce naváže na problematiku řešenou na našem pracovišti v rámci diplomové práce, která je zaměřena na studium katalytických vlastností modelových a nanostrukturních katalyzátorů na bázi CeO2.

V miniaturizované palivovém článku budou extrémně tenké vrstvy Pt (jednotky nm,) nebo vrstvy oxidu ceru dopované platinou a dalšími kovy (desítky nm) naneseny magnetronovým naprašováním na nanostrukturní vrstvy uhlíku. Alternativně budou jako nosiče zkoumány nanoporézní vrstvy oxidů nebo uhlíku. Cílem práce je skloubit měření chemické aktivity katalytických anodových systémů se studiem jejich fyzikálně chemických vlastností. Reaktivita bude měřena v palivových článcích s polymerní membránou (PEMFC ? polymer proton exchange fuel cell). Fyzikálně chemické a strukturní vlastnosti budou studovány metodami analýzy povrchů, především fotoelektronovou spektroskopií (XPS), a řádkovací elektronovou mikroskopií (SEM).