Příprava a charakterizace bimetalických katalyzátorů na bázi platiny pro palivové články
| Thesis title in Czech: | Příprava a charakterizace bimetalických katalyzátorů na bázi platiny pro palivové články |
|---|---|
| Thesis title in English: | Preparation and characterization of platinum-based bimetallic catalysts for fuel cells |
| Key words: | Palivový článek s polymerní membránou – PEMFC, bimetalický katalyzátor na bázi platiny a niklu, aktivita a specifická aktivita palivového článku |
| English key words: | Proton-exchange membrane fuel cell – PEMFC, bimetallic catalyst based on platinum and nickel, activity and specific activity of a fuel cell |
| Academic year of topic announcement: | 2018/2019 |
| Thesis type: | Bachelor's thesis |
| Thesis language: | čeština |
| Department: | Department of Surface and Plasma Science (32-KFPP) |
| Supervisor: | doc. Mgr. Ivan Khalakhan, Ph.D. |
| Author: | hidden - assigned and confirmed by the Study Dept. |
| Date of registration: | 13.09.2018 |
| Date of assignment: | 20.09.2018 |
| Confirmed by Study dept. on: | 22.11.2018 |
| Date and time of defence: | 25.06.2019 09:00 |
| Date of electronic submission: | 15.05.2019 |
| Date of submission of printed version: | 15.05.2019 |
| Date of proceeded defence: | 25.06.2019 |
| Opponents: | RNDr. Peter Kúš, Ph.D. |
| Guidelines |
| 1. Studium doporučené literatury a seznámení se s principy diagnostických metod používaných v laboratoři
2. Seznámení se s metodou přípravy tenkých vrstev a jednotlivými zařízeními, které budou využívány v rámci této práce (SEM, XPS, EC-cela, stanice s palivovým článkem) 3. Příprava tenkých vrstev bimetalických katalyzátorů magnetronovým naprašováním 4. Studium morfologie, složení a aktivity připravených katalytických vrstev 5. Zpracování experimentálních dat a sepsání bakalářské práce |
| References |
| [1] Handbook of fuel cells: Fundamentals, technology, applications, W. Vielstich, A. Lamm, H.A. Gasteiger, Wiley (2003), ISBN: 978-0-471-49926-8 ISBN: 978-0-471-49926-8
[2] Greeley, J. et al. Alloys of platinum and early transition metals as oxygen reduction electrocatalysts. Nat. Chem., 1, 552–556 (2009). [3] Stamenkovic, V. R. et al. Trends in electrocatalysis on extended and nanoscale Pt-bimetallic alloy surfaces. Nat. Mater., 6, 241–247 (2007). |
| Preliminary scope of work |
| Palivové články s polymerní membránou patří mezi nejslibnější alternativní zdroje čisté energie. Nicméně komercializace palivových článků je omezena pomalou kinetikou reakce redukce kyslíku (ORR) běžící na katodě. Další překážkou je vysoká cena platiny, která zůstává jediným katalyzátorem pro ORR splňujícím požadavky na katalýzu a stabilitu. Zatím jednou z nejlepších strategií překonání těchto omezení je dopování platiny jinými kovy. Bimetalické slitiny platiny zvětšují elektrokatalytickou aktivitu vůči ORR a současně snižují cenu katalyzátoru.
Bakalářská práce bude zaměřena na přípravu bimetalických katalyzátoru Pt-M (M=Co, Ni, Fe) metodou magnetronového naprašování s ohledem na optimalizaci depozičních parametrů a složení katalytických vrstev. Morfologie a chemické složení vzorků budou charakterizovány pomocí elektronové mikroskopie (SEM) a fotoelektronové spektroskopie rentgenovského záření (XPS). Měření aktivity bude probíhat jak přímo v palivovém článku, tak i v elektrochemické cele. Cílem práce bude sledovat souvislosti mezi morfologií, složením a aktivitou katalytických vrstev. |