Vedoucí: RNDr. Tomáš Hrbek, Ph.D.
Stav projektu: volný
Anotace:
Vodíkové technologie patří mezi důležité směry budoucí udržitelné energetiky, jejich další rozvoj však vyžaduje nejen nové katalytické materiály, ale také lepší kontrolu jejich chemického složení, struktury a povrchového stavu. Mnoho aktivních katalytických fází vzniká až při reakci nebo při dodatečném zpracování materiálu – například ve formě oxidů, hydroxidů, nitridů, hydridů nebo smíšených oxynitridových a hydroxidových vrstev. Příprava těchto fází klasickým žíháním, elektrochemickou aktivací nebo dodatečnými chemickými úpravami však může být složitá, špatně reprodukovatelná nebo nekompatibilní s citlivými substráty.
Cílem projektu bude ověřit, zda lze chemický stav a vlastnosti tenkých katalytických vrstev řídit již během magnetronového naprašování pomocí příměsi různých plynů v depoziční atmosféře. Student připraví sérii nanostrukturovaných vrstev na bázi vybraných kovů, například Ni, Co nebo Ir, při různých složeních pracovní atmosféry. Vedle standardního argonu budou podle technických možností aparatury testovány bezpečné příměsi jiných plynů, zejména N2, případně nízké koncentrace H2 nebo vodní páry. Tyto plyny mohou ovlivnit růst vrstvy, míru oxidace či redukce, zabudování dusíku nebo tvorbu hydroxidových a hydratovaných povrchových stavů.
Připravené vrstvy budou charakterizovány pomocí dostupných metod, zejména skenovací elektronové mikroskopie, prvkové analýzy a podle dostupnosti také rentgenové fotoelektronové spektroskopie. Důraz bude kladen na porovnání morfologie, složení, elektrických vlastností a chemického stavu povrchu.
Projekt odpoví na praktickou otázku, zda lze v dostupném naprašovacím systému využít reaktivní plyny jako jednoduchý nástroj pro přípravu funkčních katalytických vrstev bez nutnosti složitého dodatečného zpracování.