Účinné anody s nízkým obsahem Pt pro palivové články s anionově vodivou membránou

Zavádění nízkoemisních technologií vyžaduje vývoj pokročilých zdrojů energie. Vodíkové palivové články protově-vodivou membránou jsou považovány za jeden z hlavních kandidátů na elektrifikaci dopravního sektoru, poskytující účinné a lehké systémy na výrobu energie. Výkon palivových článků však závisí na katalyticky vylepšených elektrodách s relativně velkým množstvím drahé platiny. Aby byla technologie palivových článků dostupná a aby se zvýšil její podíl na trhu, je nutná změna paradigmatu ve vývoji katalyzátorů. Změna místního pH na základní tedy může radikálně zvýšit účinnost redukce kyslíku a poskytnout výrazně levnější a odolnější katalyzátory. Navíc se zlepší životnost součástí palivových článků díky pasivačnímu efektu v alkalickém médiu. Na druhé straně je rychlost reakce oxidace vodíku (HOR) na anodovém katalyzátoru v alkalickém prostředí výrazně snížena ve srovnání s kyselým prostředím. Nižší rychlost reakce HOR je umocněna problémem zaplavení vodou. Proto je nutné vyvinout vrstvy katalyzátoru, které mají vysokou aktivitu HOR, ale mají malé nebo žádné použití kovů ze skupiny platiny. Tyto katalyzátory budou připraveny jak chemickými, tak PVD technikami a analyzovány metodami R/RDE, XPS, TEM a SEM. Pro testování v palivových článcích budou použity nejslibnější materiály. Spolu s vývojem nových katalyzátorových materiálů bude studován a optimalizován transport vody a plynu.

1. Liang An, T.S. Zhao. Anion Exchange Membrane Fuel Cells. Principles, Materials and Systems. Springer, Cham 2018, ISNB 978-3-319-71370-0.
2. 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
3. Cong, et al, Hydrogen oxidation reaction in alkaline media: From mechanism to recent electrocatalysts, Nano Energy,Volume 44, 2018, P 288-303.