Studium tenkých vrstev pro vodíkové palivové články

Úvod do problematiky:
Alternativní zdroje energie zaznamenávají během posledních let veliký rozvoj. Nárůst výroby solární a větrné energie ale přináší i mnoho problémů vzhledem velmi omezeným možnostem regulace těchto zdrojů. Výroba elektrické energie z vodíku pomocí palivových článků představuje nový ekologický zdroj energie, který lze úspěšně využít v kombinaci s elektrolyzéry i pro uchovávání přebytků elektrické energie v procesu v procesu elektřina-vodík-elektřina.
Palivové články s polymerní membránou (proton exchange membrane fuel cells PEMFC) se vyznačují provozem při nízké teplotě a nízkou hmotností, a proto jsou vhodné především pro mobilní aplikace, jako jsou auta na vodíkový pohon a zdroje k mobilním elektronickým systémům.
Srdcem PEMFC je katalyzátor, který rozkládá palivo na protony a elektrony (anoda). Na našem pracovišti jsme vyvinuli zcela nové typy katalyzátorů chráněné několika zahraničními patenty, které v podobě nanostrukturních tenkých vrstev deponujeme magnetronovým naprašováním na nanoporézní uhlíkové nosiče (uhlíkové nanotrubky nebo porézní vrstvy). Podrobnosti o nových materiálech lze najít např na iFORUM UK http://iforum.cuni.cz/IFORUM-14134.html V současné době je výzkum podporován především Evropským projektem "Design of Thin-Film Nanocatalysts for On-Chip Fuel Cell Technology" a projektem GAČR.
Pro testování článků je naše pracoviště vybaveno špičkovými testovacími stanicemi s dálkovým ovládáním, které jsou v ČR unikátní.

Anotace:
Metodika fyzikální depozice tenkých vrstev umožňuje přípravu a výrobu palivových článků zcela nového typu. V práci se zaměříme na studium článků, ve kterých jsou katalyticky aktivní vrstvy deponovány přímo na iontově vodivou membránu.
Navrhovaná bakalářská práce bude zaměřena na přípravu nanostrukturních katalytických vrstev Pt-Ni(Co) a studium jejich aktivity v PEMFC.

Použité experimentální metody studia budou především magnetronové naprašování s využitím aktivního kyslíkového plazmatu a studium aktivity v testovacích stanicích PEMFC. Práce bude úzce propojena s komplementárními studiemi probíhajícími u našich zahraničních partnerů.