Magnetrónovo naprašované katalyzátory pre elektrolyzéry vody s aniónovo vodivou membránou
Student: Budziňák Samuel
Vedoucí: RNDr. Peter Kúš, Ph.D.
Konzultant: Mgr. Tomáš Hrbek, Ph.D.
Stav práce: zadaná
Anotace:
1. Bibliografická rešerš
2. Zoznámiť sa s princípom fungovania AEM-WE
3. Zoznámiť sa s metódami magnetrónového naprašovania, SEM, AFM a so základmi elektrochemického testovania
4. Pripraviť tenkovrstvové katalytické vrstvy, charakterizovať ich metódami SEM, AFM a zmerať ich účinnosť v cele AEM-WE
5. Vyhodnotiť výsledky
6. Napísať bakalársku prácu
Seznam odborné literatury
[1] W. Li, H. Tian, L. Ma, Y. Wang, X. Liu, X. Gao, Low-temperature water electrolysis: fundamentals, progress, and new strategies, Mater Adv 3 (2022) 5598–5644. https://doi.org/10.1039/D2MA00185C.
[2] S. Pan, Y. Ye, C. Zhang, X. Chen, X. Wang, C. Liu, H. Li, B. Tian, F. Wang, Z. Kou, A Review of Designing Hierarchical Structure Within Membrane Electrode Assembly for Water Electrolyzer, Advanced Science (2025). https://doi.org/10.1002/advs.202510546.
Upoutávka
Elektrolyzér vody (WE) je základnou komponentou vodíkového hospodárstva. Jedná sa o elektrochemické zariadenie, ktoré premieňa elektrickú energiu na chemickú prostredníctvom rozkladu vody na vodík a kyslík. Takáto premena je dôležitá v kontexte využívania nestálych obnoviteľných zdrojov, akými sú napríklad Slnko a vietor.
Elektrolyzéry vody s aniónovo vodivou membránou (AEM-WE) sú relatívne novou technológiou, ktorá by mala kombinovať výhody alkalických elektrolyzérov (lacné a dostupné katalyzátory) a elektrolyzérov s protónov vodivou membránou (vysoká účinnosť, rýchla odozva, kompaktný design). V súčasnej dobe sú však AEM-WE stále ešte v prvotných štádiách vývoja, predovšetkým v oblasti membrány a katalyzátorov.
Táto bakalárska práca si kladie za cieľ preskúmať možnosti využitia magnetrónového naprašovania pre depozíciu katalyzátorov na membránu AEM, ako aj na plynovo-priepustné vrstvy, ktoré sú s membránou v kontakte. Pri riešení práce sa študent okrem metódy magnetrónového naprašovania zoznámi aj so skenovacou elektrónovou mikroskopiou (SEM), atómovou silovou mikroskopiou (AFM) a so základmi elektrochemického testovania.