Nanostrukturované kovové substráty pro modelovou elektrokatalýzu
| Název práce v češtině: | Nanostrukturované kovové substráty pro modelovou elektrokatalýzu |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Nanostructured metal substrates for model electrocatalysis |
| Klíčová slova: | Řádkovací tunelová mikroskopie|Cyklická voltametrie|Iontová eroze|Vicinální povrch|Koncentrace atomárních schodů |
| Klíčová slova anglicky: | Scanning tunneling microscopy|Cyclic voltammetry|Ion erosion|Stepped surface|Atomic step density |
| Akademický rok vypsání: | 2020/2021 |
| Typ práce: | diplomová práce |
| Jazyk práce: | čeština |
| Ústav: | Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP) |
| Vedoucí / školitel: | doc. Mgr. Josef Mysliveček, Ph.D. |
| Řešitel: | skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 06.10.2020 |
| Datum zadání: | 08.10.2020 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 30.12.2020 |
| Datum a čas obhajoby: | 14.06.2022 09:00 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 10.05.2022 |
| Datum odevzdání tištěné podoby: | 10.05.2022 |
| Datum proběhlé obhajoby: | 14.06.2022 |
| Oponenti: | Oleksandr Stetsovych, Ph.D. |
| Konzultanti: | doc. RNDr. Viktor Johánek, Ph.D. |
| Zásady pro vypracování |
| - Seznámení se s přípravou čistých kovových povrchů ve vakuu [5]
- Seznámení se s experimentálními technikami fyziky povrchů [6-8] - Příprava kovových povrchů s kontrolovanou morfologií pomocí iontové eroze - Morfologická a elektrochemická charakterizace získaných vzorků - Vyhodnocení a prezentace získaných dat |
| Seznam odborné literatury |
| [1] V. R. Stamenkovic, D. Strmcnik, P. P. Lopes, and N. M. Markovic, “Energy and fuels from electrochemical interfaces,” Nat. Mater., vol. 16, p. 57, 2017, doi:10.1038/nmat4738.
[2] F. Faisal, et al., “Electrifying model catalysts for understanding electrocatalytic reactions in liquid electrolytes,” Nat. Mater., vol. 17, p. 592, 2018, doi:10.1038/s41563-018-0088-3. [3] M. Kalff, G. Comsa, T. Michely, “Temperature Dependent Morphological Evolution of Pt(111) by Ion Erosion: Destabilization, Phase Coexistence and Coarsening, ” Surf. Sci. Vol. 486, pp. 103–135, 2001, doi:10.1016/S0039-6028(01)01015-9 [4] A. Picolin, C. Busse, A. Redinger, M. Morgenstern, and T. Michely, “Desorption of H2O from Flat and Stepped Pt(111),” J. Phys. Chem. C, vol. 113, no. 2, pp. 691–697, 2009, doi:10.1021/jp808170f. [5] F. Dvořák, Dizertační práce, KFPP MFF UK, 2014. [6] L Eckertová (Ed.), Elektronová spektroskopie (Academia, Praha, 1990) [7] C.J. Chen, Introduction to Scanning Tunneling Microscopy (Oxford University Press, 2007) [8] L Eckertová (Ed.), Metody analýzy povrchů : elektronová mikroskopie a difrakce (Academia, Praha, 1996) |
| Předběžná náplň práce |
| Katalyzované elektrochemické procesy mají potenciál stát se klíčovou složkou technologií pro využití obnovitelných zdrojů v energetice a chemické produkci [1]. V současné době se proto bouřlivě rozvíjejí tzv. modelové elektrokatalytické studie, které cílí na porozumění elektrokatalytickým procesům na atomární úrovni [2]. Základem modelových studií jsou vzorky elektrokatalyzátorů, u kterých je jejich chemické složení a morfologie kontrolovaná až na atomární úrovni.
Cílem vypisované diplomové práce je příprava čistých kovových povrchů katalyticky aktivních kovů (Pt, Pd, Rh) s kontrolovanou koncentrací a strukturou morfologických defektů – monoatomárních schodů. Tohoto je možné dosáhnout pomocí iontové eroze, která umožňuje kontrolu množství odebíraného materiálu s přesností na zlomky monovrstvy [3,4]. U vzorků s různou hustotou defektů bude poté sledován vliv koncentrace defektů na elektrochemickou aktivitu vzorků. Práce bude probíhat v laboratořích skupiny fyziky povrchů KFPP. Práce je součástí mezinárodního výzkumného projektu zaměřeného na modelové elektrokatakyzátory kov-oxid [2]. |