Student: Supik Lukáš
Vedoucí: Mgr. Ivan Khalakhan, Ph.D.
Stav práce: obhájená
Abstrakt:
Palivové články s polymerní membránou patří mezi nejslibnější alternativní zdroje čisté energie. Nicméně komercializace palivových článků je omezena pomalou kinetikou reakce redukce kyslíku (ORR) běžící na katodě. Další překážkou je vysoká cena platiny, která zůstává jediným katalyzátorem pro ORR splňujícím požadavky na katalýzu a stabilitu. Zatím jednou z nejlepších strategií překonání těchto omezení je dopování platiny jinými kovy. Bimetalické slitiny platiny zvětšují elektrokatalytickou aktivitu vůči ORR a současně snižují cenu katalyzátoru.
Bakalářská práce bude zaměřena na přípravu bimetalických katalyzátoru Pt-M (M=Co, Ni, Fe) metodou magnetronového naprašování s ohledem na optimalizaci depozičních parametrů a složení katalytických vrstev. Morfologie a chemické složení vzorků budou charakterizovány pomocí elektronové mikroskopie (SEM) a fotoelektronové spektroskopie rentgenovského záření (XPS). Měření aktivity bude probíhat jak přímo v palivovém článku, tak i v elektrochemické cele.
Cílem práce bude sledovat souvislosti mezi morfologií, složením a aktivitou katalytických vrstev.
Zásady pro vypracování:
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, XPS, EC-cela, stanice s palivovým článkem)
3) Příprava tenkých vrstev bimetalických katalyzátorů magnetronovým naprašováním
4) Studium morfologie, složení a aktivity připravených katalytických vrstev
5) Zpracování experimentálních dat a sepsání bakalářské práce
Literatura
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) Stamenkovic, V. R. et al. Trends in electrocatalysis on extended and nanoscale Pt-bimetallic alloy surfaces. Nat. Mater., 6, 241–247 (2007).