Student: Keresteš Jiří
Vedoucí: RNDr. Josef Mysliveček, Ph.D.
Konzultant: Ivan Khalakhan, Ph.D.
Stav práce: obhájená
Abstrakt:
Katalyzátory pro energetiku na bázi vodíku, zejména pro konverzi energie v palivovém článku, pracují v kapalném prostředí elektrolytu [1]. V komplexu fyzikálně-chemických metod, které vlastnosti katalyzátorů v elektrolytu zkoumají, zaujímají důležité postavení mikroskopie atomárních sil (AFM, Atomic Force Microscopy) a rastrovací tunelová mikroskopie (STM, Scanning Tunneling Microscopy) [2].
Cílem vypisované diplomové práce je provést pilotní měření morfologie uspořádaného povrchu modelového katalyzátoru v prostředí elektrolytu. Měření bude provedeno v pracovní skupině fyziky povrchů KFPP MFF UK na komerčním mikroskopu AFM vybaveném pro měření v elektrolytu.
Cíle práce:
• Seznámení se s experimentálními technikami STM, AFM [2–5].
• Seznámení se s principem potenciostatu a cyklické voltammetrie [4–6].
• Čištění a stabilizace modelového povrchu katalyzátoru v elektrolytu.
• Měření morfologie modelového povrchu katalyzátoru v elektrochemické cele AFM.
Práce navazuje na dlouhodobé aktivity pracovní skupiny fyziky povrchů ve špičkovém základním i aplikovaným výzkumu katalyzátorů na bázi reducibilních oxidů [7-9]. Práce je součástí mezinárodního výzkumného projektu financovaného 7. RP EU, v rámci kterého jsou vyvíjeny moderní heterogenní katalyzátory pro palivové články.
Literatura:
[1] Anode Material for Hydrogen Polymer Membrane Fuel Cell: Pt–CeO2 RF-Sputtered Thin Films, Vaclavu, M; Matolinova, I; Myslivecek, J; Fiala, R; Matolin, V, Journal of the Electrochemical Society, 156 (8): B938–B942, 2009.
[2] Scanning tunneling microscopy. [Vol.] II, Futher applications and related scanning techniques / H.-J. Güntherodt, R. Wiesendanger (eds.) 2nd ed., Berlin : Springer, 1995.
[3] F. Dvořák, Diplomová práce, KFPP MFF UK, 2010.
[4] Design of a high-speed electrochemical scanning tunneling microscope, Y. I. Yanson, F. Schenkel, and M. J. Rost, Review of Scientific Instruments 84, 023702 (2013).
[5] Electrochemical STM measurements, A.V. Rudnev, A.V. Khlynov, http://www.ntmdt.com/spm-notes/view/electrochemical-stm-measurements .
[6] Fundamentals of Electrochemistry / V.S. Bagotsky, 2nd ed., John Wiley & Sons, Inc., New York, 2005.
[7] Support nanostructure boosts oxygen transfer to catalytically active platinum nanoparticles, Vayssilov, GN; Lykhach, Y; Migani, A; Staudt, T; Petrova, GP; Tsud, N; Skala, T; Bruix, A; Illas, F; Prince, KC; Matolin, V; Neyman, KM; Libuda, J, Nature Materials, 10 (4): 310–315, 2011.
[8] Water interaction with CeO2(1 1 1)/Cu(1 1 1) model catalyst surface, Matolin, V; Matolinova, I ; Dvorak, F; Johanek, V; Myslivecek, J; Prince, KC; Skala, T; Stetsovych, O; Tsud, N; Vaclavu, M; Smid, B, Catalysis Today, 181 (1): 124–132, 2012.