Student: Budziňák Samuel
Supervisor: RNDr. Peter Kúš, Ph.D.
Consultant: RNDr. Tomáš Hrbek, Ph.D.
Stav práce:
Abstract:
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 diplomová práca nadväzuje na aktuálne výsledky v Skupine nanomateriálů v oblasti prípravy jednoduchých naprašovaných katalyzátorov pre anódovú reakciu vzniku kyslíku (OER) a kladie si za cieľ pripraviť, charakterizovať a testovať pokročilejšie bimetalické systémy na báze niklu. Očakáva sa, že počas riešenia práce bude študent vzorky pripravovať suchou, ako aj mokrou cestou, naučí sa samostatne pracovať s širokou paletou prístrojov od elektrónovej mikroskopie až po fotoelektónovú spektroskopiu, prehĺbi svoje znalosti elektrochemického testovania a zrealizuje jednoduhšie operando experimenty.
Zásady pro vypracování:
1. Bibliografická rešerš
2. Príprava bimetalických vzoriek Ni-X
3. Analýza vrstiev metódami SEM, AFM, EDX, XPS
4. Elektrochemické testovanie pripravených vrstiev v cele elektrolyzéru
5. Vyhodnotenie výsledkov
6. Napísanie diplomovej prácu
Literatura:
[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.
[3] Q. Xu, L. Zhang, J. Zhang, J. Wang, Y. Hu, H. Jiang, C. Li, Anion Exchange Membrane Water Electrolyzer: Electrode Design, Lab-Scaled Testing System and Performance Evaluation, EnergyChem 4 (2022). https://doi.org/10.1016/j.enchem.2022.100087.
[4] J. Hou, M. Yang (Eds.), Green Hydrogen Production by Water Electrolysis, CRC Press (2024). ISBN 9781032438108