Bimetalické katalyzátory na bázi Pt pro palivové články s polymerní membránou připravené magnetronovým naprašováním
| Thesis title in Czech: | Bimetalické katalyzátory na bázi Pt pro palivové články s polymerní membránou připravené magnetronovým naprašováním |
|---|---|
| Thesis title in English: | Pt-based bimetallic catalysts for polymer membrane fuel cells prepared by magnetron sputtering |
| Key words: | palivový článek s polymerní membránou (PEMFC)|magnetronové naprašování|bimetalické slitiny |
| English key words: | proton exchange membrane fuel cell (PEMFC)|magnetron sputtering|bimetallic alloys |
| Academic year of topic announcement: | 2021/2022 |
| Thesis type: | diploma thesis |
| Thesis language: | čeština |
| Department: | Department of Surface and Plasma Science (32-KFPP) |
| Supervisor: | doc. Mgr. Ivan Khalakhan, Ph.D. |
| Author: | hidden - assigned and confirmed by the Study Dept. |
| Date of registration: | 25.09.2021 |
| Date of assignment: | 04.10.2021 |
| Confirmed by Study dept. on: | 13.12.2021 |
| Date and time of defence: | 08.06.2023 09:00 |
| Date of electronic submission: | 04.05.2023 |
| Date of submission of printed version: | 09.05.2023 |
| Date of proceeded defence: | 08.06.2023 |
| Opponents: | doc. Ing. Martin Paidar, Ph.D. |
| Guidelines |
| 1) Studium doporučené literatury a seznámení se s principy diagnostických metod používaných v laboratoři
2) Seznámení se s metodou přípravy tenkých vrstev a jednotlivými zařízeními, které budou využívány v rámci této práce (SEM, EDX, XPS, EC-cela, stanice s palivovým článkem) 3) Příprava tenkých vrstev bimetalických katalyzátorů magnetronovým naprašováním 4) Studium morfologie, složení a aktivity připravených katalytických vrstev před a po elektrochemické simulaci podmínek palivového článku v elektrochemické cele. 5) Studium katalytických vrstev v palivovém článku. 6) Zpracování experimentálních dat a sepsání diplomové práce |
| References |
| 1) Handbook of fuel cells: Fundamentals, technology, applications, W. Vielstich, A. Lamm, H.A. Gasteiger, Wiley (2003), ISBN: 978-0-471-49926-8 ISBN: 978-0-471-49926-8
2) Greeley, J. et al. Alloys of platinum and early transition metals as oxygen reduction electrocatalysts. Nat. Chem., 1, 552–556 (2009). 3) Escudero-Escribano M. et al. Recent advances in bimetallic electrocatalysts for oxygen reduction: design principles, structure-function relations and active phase elucidation. Curr. Opin. Electrochem., 8, 135-146 (2018) |
| Preliminary scope of work |
| Vodíkové palivové články s polymerní membránou (PEMFCs) patří mezi nejslibnější zdroje čisté energie. Nicméně katodový katalyzátor zůstává slabým místem PEMFCs, což brání jejich komercializaci hlavně kvůli pomalé kinetice reakce redukce kyslíku (ORR) a vysoké ceně platiny, která zůstává jediným stabilním katalyzátorem splňujícím požadavky na katalýzu pro ORR. Bimetalické slitiny na bázi platiny jsou v posledních letech zkoumány jako platná alternativa k čisté platině, protože zvyšují nákladovou efektivitu katalyzátoru. Nicméně, bimetalické slitiny se vyznačují sníženou stabilitou.
V rámci této diplomové práce budou bimetalické katalyzátory různého složení připravovány metodou magnetronového naprašování. Morfologie a chemické složení připravených vzorků budou charakterizovány pomocí elektronové mikroskopie (SEM), fotoelektronové spektroskopie rentgenovského záření (XPS) a energiově disperzní spektroskopie RTG záření (EDS). Měření aktivity bude probíhat jak přímo v palivovém článku, tak i v elektrochemické cele, kde budou provozní podmínky palivového článku simulovány. Katalytická vrstva bude pak zkoumána po elektrochemické simulaci. Cílem práce bude sledovat souvislosti mezi složením, aktivitou a stabilitou katalyzátorů. |