Školitel: RNDr. Peter Kúš, Ph.D.
Stav práce: volná
Anotace:
Vodný elektrolyzér s protónovo vodivou membránou (PEM-WE) je základným stavebným kameňom vodíkového hospodárstva. Umožňuje totiž premenu prebytočnej elektrickej energie z obnoviteľných zdrojov v čase vysokej produkcie a nízkeho odberu na jednoducho uskladniteľnú energiu chemickú. Deje sa tak prostredníctvom endergonickej elektrochemickej reakcie 2H2O + elektrická energia -> O2 + 2H2. Produktom sú plynný vodík a kyslík, ktoré môžu byť neskôr spätne použité v palivovom článku (PEM-FC) v spontánnej reakcii O2 + 2H2 -> 2H2O + elektrická energia.
Vzhľadom na to, že jednotlivé redoxné reakcie PEM-WE a PEM-FC sú katalyzované vzácnymi kovmi (Pt v prípade PEM-FC; Ir, Ru a Pt v prípade PEM-WE) vzniká z pohľadu masovejšej komercializácie potreba minimalizovať ich obsah. Ambicióznou myšlienkou je vytvoriť hybridné zariadenie, reverzibilný palivový článok (PEM-URFC) schopný operovať v režime jak elektrolyzéru, tak palivového článku. Predmetom tejto dizertačnej práce bude nadviazať na predbežné výsledky Skupiny nanomateriálov, v oblasti vývoja tenkovrstvového nanoštrukturovaného bifunkčného Pt-Ir katalyzátoru. Pt-Ir vrstvy budú deponované metódou multiterčového magnetrónového naprašovania. Následne budú analyzované celou škálou analytických metód vrátane elektrónovej mikroskopie, atómovej silovej mikroskopie, energiovo-disperznej spektroskopie, či fotoelektrónovej spektroskopie. Samotné katalytické vlastnosti budú skúmané v plnohodnotnej experimentálnej PEM-URFC celle za skutočných operačných podmienok ako aj pomocou rotačnej diskovej elektródy.