Vývoj částic typu core-shell pomocí galvanické výměny pro pokročilou katalýzu v oblasti vodíkové energie

V dnešní době existuje silná poptávka po čistých a udržitelných zdrojích energie. V tomto kontextu představuje vodíkový cyklus slibným pro řešení globálních energetických výzev. Pro široké rozšíření vodíkových technologií je však nutné překonat několik překážek, mezi které patří vývoj vysoce aktivních, ale zároveň cenově dostupných katalyzátorů.
Nanostrukturované katalyzátory s architekturou core-shell získávají značnou pozornost díky své vysoké katalytické aktivitě, odolnosti a efektivnímu využití drahých kovů. Mezi různými metodami přípravy umožňuje galvanická výměna tvorbu částic core-shell nahrazením vnější vrstvy atomů „méně ušlechtilých“ kovů (např. Cu, Co, Ni) ušlechtilejšími katalytickými kovy (např. Pt, Pd, Ir).
Tato práce se zaměřuje na vývoj částic se strukturou core-shell s různými kombinacemi jádra (core) a pláště (shell) a s nastavitelnou strukturou pláště. Klíčovým cílem je stanovit vztahy mezi strukturou a aktivitou syntetizovaných nanostruktur. Chemická charakterizace bude provedena pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS) a energiově disperzní spektroskopie (EDS). Strukturální analýza bude prováděna pomocí skenovací a transmisní elektronové mikroskopie (SEM/TEM). Elektrochemická aktivita částic bude hodnocena pomocí techniky rotující diskové elektrody (RDE).

1. 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.
2. Haoyan Cheng, Chenxiao Wang, Dong Qin, and Younan Xia. Galvanic Replacement Synthesis of Metal Nanostructures: Bridging the Gap between Chemical and Electrochemical Approaches. Accounts of Chemical Research 2023 56 (7), 900-909 .
3. Bard, Allen J. and Faulkner, Larry R.. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications. 2nd : Wiley, 2001. ISBN 978-0471043720.