Studium katalytických vrstev Pt-CeOx v simulovaných podmínkách palivového článku

• Název práce v češtině: Studium katalytických vrstev Pt-CeOx v simulovaných podmínkách palivového článku
• Název v anglickém jazyce: Study of Pt-CeOx catalytic layers in simulated fuel cell conditions
• Klíčová slova: platina|oxid ceru|palivový článek|katalyzátor|NAP-XPS|TEM
• Klíčová slova anglicky: platinum|cerium oxide|fuel cell|catalyst|NAP-XPS|TEM
• Akademický rok vypsání: 2020/2021
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP)
• Vedoucí / školitel: Mgr. Jaroslava Nováková, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 29.07.2020
• Datum zadání: 29.07.2020
• Datum potvrzení stud. oddělením: 31.07.2020
• Datum a čas obhajoby: 09.09.2021 10:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 23.07.2021
• Datum odevzdání tištěné podoby: 23.07.2021
• Datum proběhlé obhajoby: 09.09.2021
• Oponenti: Ing. Nataliya Tsud, Ph.D.
• Konzultanti: doc. Mgr. Michael Vorochta, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1) Bibliografická rešerše.
2) Seznámení se technikami a zařízeními nezbytnými pro vypracování DP - SEM/FIB, TEM, EDX, NAP-XPS
3) Příprava vzorků pomocí SEM/FIB pro TEM.
4) Studium morfologie, krystalografie a složení vzorků pomocí TEM, EDX.
4) Studium elektronické struktury vzorků prostřednictvím NAP-XPS.
5) Vyhodnocení výsledků a sepsání práce. 

Seznam odborné literatury

1) A. Trovarelli, Catalysis by Ceria and Related Materials, Imperial College Press, London (2002), ISBN: 1-86094-299-7.
2) R.F. Egerton, Physical Principles of Electron Microscopy, Springer, New York, USA, (2007), ISBN-13: 978-0387-25800-0.
3) D.B. Williams, C. B. Carter, Transmission Electron Microscopy, Springer, New York, USA, (2009), ISBN 978-0-387-77502-0.
4) D. Briggs and M. P. Seah, Practical Surface Analysis, John Willey and Sons, Chichester, England (1990), ISBN: 0471-92081-9.
5) M. Salmeron and R. Schlogl, Ambient pressure photoelectron spectroscopy: A new tool for surface science and nanotechnology, Surf. Sci. Rep. 63, 169–199, 2008.
6) Odborné články podle doporučení vedoucího práce.

Předběžná náplň práce

Díky katalytickým vlastnostem oxidu ceru jsou vrstvy Pt-CeOx považovány za vhodného kandidáta pro katalyzátor na straně anody vodíkového palivového článku. Modelové studie daného systému nám sice nabízejí náhled do procesů probíhajících na povrchu aktivní vrstvy, avšak neposkytují úplné informace o průběhu katalytické reakce.

Proto bude předmětem diplomové práce charakterizace reálných katalyzátorů Pt-CeOx připravených magnetronovým naprašováním prostřednictvím transmisní elektronové mikroskopie (TEM) a vysokotlaké rentgenové fotoelektronové spektroskopie (NAP-XPS) v podmínkách blízkých pracovním podmínkám skutečného palivového článku. Práce bude zaměřena na studium strukturních a chemických vlastností vrstev Pt-CeOx připravených magnetronovým naprašováním a jejich změn při ohřevu a expozici plyny (H2, O2, CO, H2O) v závislosti na množství platiny ve vrstvě. Cílem práce je zjistit chování platiny a oxidu ceričitého při procesech probíhajících na povrchu katalyzátoru palivového článku.