Student: Hrbek Tomáš
Vedoucí: Prof. RNDr. Vladimír Matolín, DrSc.
Konzultant: Mgr. Peter Kúš
Stav práce: obhájená
Abstrakt:
Elektrolyzér vody s protonově vodivou membránou (PEMWE) je základním stavebním kamenem vodíkového hospodářství. Umožňuje přeměnu přebytečné elektrické energie z obnovitelných zdrojů v době vysoké produkce a nízkého odběru na jednoduše uskladnitelnou chemickou energii. Tento proces endotermní reakce lze popsat pomocí rovnice:
2H2O + elektrická energie -> O2 + 2H2
Produktem je plynný vodík a kyslík, které mohou být později znovu využity v palivovém článku. Vzhledem k tomu, že obě reakce v PEMWE, vznik kyslíku na anodě a vznik vodíku na katodě, jsou katalyzované vzácnými kovy (Pt a Ir), vzniká z pohledu masovější komercializace potřeba minimalizovat jejich obsah. Jednou z možných cest je deponovat katalyzátory ve formě tenkých vrstev, například magnetronovým naprašováním, čímž se výrazně zredukuje jejich množství při relativně akceptovatelném snížení účinnosti článku.
Předmětem této bakalářské práce bude zkoumání vztahů mezi morfologií prášených vrstev (tloušťkou, hrubostí, porozitou) a jejich reálnou účinností v PEMWE s cílem najít ideální depoziční parametry. Deponované vrstvy budou zkoumány řadou integrálních, ale i lokálních metod včetně elektronového mikroskopu, atomového silového mikroskopu či energiově disperzního spektroskopu.
Zásady pro vypracování:
1) Bibliografická rešerše.
2) Seznámení se s jednotlivými experimentálními metodami.
3) Příprava série tenkovrstvých katalyzátorů pro PEMWE.
4) Charakterizace připravených vzorků a studium jejich vlastností.
5) Vyhodnocení výsledků.
6) Sepsání bakalářské práce.
Literatura
1) M.Carmo, D. L. Fritz, J. Mergel, D. Stolten, International Journal of Hydrogen Energy 38(12) (2013) 4901–4934.
2) C. Rozain, E. Mayousse, N. Guillet, P. Millet, Applied Catalysis B: Environmental 182 (2016) 153–160.
3) Y. Wang, D.Y.C. Leung , J.Xuan, H. Wang, Renewable and Sustainable Energy Reviews 65 (2016) 961–977.
4) M. Eikerling, A. Kulikovsky, Polymer Electrolyte Fuel Cells, Physical Principles of Materials and Operation, Taylor & Francis Group, CRC Press, Boca Raton 2015, ISBN 978-1-4398-5405-1
5) Články v literatuře podle doporučení vedoucího.