Školitel: Mgr. Ivan Khalakhan, Ph.D.
Stav práce: volná
Anotace:
Palivové články s polymerní membránou (PEMFC) jsou na pokraji revoluční změny v oblasti elektřiny. Kromě aktivity a ceny je stabilita katalyzátoru jedním z klíčových problémů pro jejich úspěšnou komercializaci. Kvůli korozním podmínkám katody PEMFC je degradace katalyzátoru častým problémem a vede ke zhoršení výkonu palivových článků v průběhu jejich používání. Úplné znalosti o vývoji struktury a složení katalyzátorů v podmínkách provozu palivových článků však zůstávají velmi vzácné. V rámci této doktorské práce budou katalyzátory připravovány metodou magnetronového naprašování. Simulace provozních podmínek palivového článku bude provedena v elektrochemické cele a chování katalytických vrstev bude zkoumáno in-situ pomocí elektrochemické mikroskopie atomárních sil (EC-AFM) a rotační diskové elektrody (RDE). Pro dodatečnou charakterizaci budou využívány také ex-situ metody elektronových mikroskopií (SEM, TEM), fotoelektronová spektroskopie (XPS) a rentgenová difrakce (XRD). Cílem práce bude sledovat souvislosti mezi morfologickou, strukturní a kompoziční degradací katalyzátoru a provozními podmínkami palivových článků.
ENG.: Proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) are on the verge of creating a vast revolutionary change in the field of electricity. Hoverer, other than activity and cost, durability of the catalyst is one of key issues for its successful commercialization. Due to the corrosive conditions of PEMFC cathode, degradation of catalyst is reportedly inevitable and is resulted in fuel cell performance deterioration over time of usage. However, the full knowledge about the structure and composition changes of catalysts under the conditions of fuel cell operation remain very scarce. In this doctoral work catalytic layers will be prepared using the magnetron sputtering technique. The simulation of the fuel cell operating conditions will be performed in the electrochemical cell and the behavior of the catalysts will be investigated in-situ using electrochemical atomic force microscopy (EC-AFM) and rotating disc electrode (RDE) techniques. Ex-situ methods of electron microscopy (SEM, TEM), photoelectron spectroscopy (XPS) and X-ray diffraction (XRD) will also be used for further characterizations. The aim of the work is to establish the connections between morphological, structural and compositional degradation of a catalyst and operation conditions of the fuel cell.