Autorius: AUŠRINĖ ZABIELAITĖ
Disertacijos pavadinimas: Metalų nanodalelių kompozitai kuro elementams
Mokslo sritis: Chemija N003
Mokslinis vadovas: dr. Loreta Tamašauskaitė Tamašiūnaitė
Gynimo data: 2019-09-27
ANOTACIJA:
Šiame darbe buvo kuriamos naujos efektyvios medžiagos, panaudojant netauriųjų metalų (cinko-kobalto (ZnCo) ir kobalto, turinčio pluoštelinę struktūrą (Copluošt)) dangas bei jas toliau modifikuojant nedideliais Au ar Pt nanodalelių kiekiais, siekiant pakeisti gerai žinomus ir brangius Pt ir Au ar jų lydinių katalizatorius, naudojamus kaip anodo medžiagas įvairiuose kuro elementuose. Disertacinio darbo metu buvo formuojami ZnCo/Ti, AuZnCo/Ti, Copluošt/Ti(Cu), AuCopluošt/Cu ir PtCopluošt/Cu katalizatoriai, taikant elektrocheminį metalų nusodinimo ir galvaninio pakeitimo metodus. Ištirtos ir optimizuotas pastarųjų katalizatorių gavimo sąlygos, o jų aktyvumas buvo įvertintas NaBH4 ir N2H4 oksidacijos bei NaBH4 hidrolizės reakcijoms. Taip pat Copluošt/Cu, AuCopluošt/Cu ir PtCopluošt/Cu katalizatorių aktyvumas bei stabilumas buvo tiriamas, juos panaudojant anodo medžiagomis NaBH4 – H2O2 ir N2H4 – H2O2 kuro elementuose. Nustatyta, kad Au nanodalelėmis modifikuoti ZnCo/Ti katalizatoriai, kuriuose nusodinto Au įkrova yra nuo 31 iki 306 µg cm–2, pasižymi ženkliai didesniu elektrokataliziniu aktyvumu NaBH4 ir N2H4 oksidacijos reakcijoms nei ZnCo/Ti katalizatorius. Sukurti PtCopluošt/Cu ir AuCopluošt/Cu katalizatoriai, kuriuose Pt ir Au įkrovos yra atitinkamai nuo 5,4 iki 28,7 µgPt cm–2 ir nuo 20 iki 96 µgAu cm–2 taip pat pasižymi itin dideliu aktyvumu NaBH4 ir N2H4 oksidacijos reakcijoms bei NaBH4 hidrolizės reakcijai, palyginus su gryno Copluošt/Cu katalizatoriaus aktyvumu. Išmatuoti didžiausi NaBH4 – H2O2 ir N2H4 – H2O2 kuro elementų prototipų galios tankiai, esant 25 oC temperatūrai, yra, atitinkamai, 188 mW cm–2 ir 162 mW cm–2, panaudojant AuCopluošt/Cu katalizatorių su nusodinto Au įkrova 84,4 µg cm–2 kaip anodą. Naudojant PtCopluošt/Cu katalizatorių su nusodintos Pt įkrova 5,4 µg cm–2 anodu N2H4 – H2O2 kuro elemento prototipe, išmatuotas didžiausias galios tankis yra 149 mW cm–2, esant 25 oC temperatūrai. Remiantis atliktais katalizatorių testavimo eksperimentais laboratoriniuose NaBH4 – H2O2 ir N2H4 – H2O2 kuro elementų prototipuose, matyti, kad suformuoti AuCopluošt/Cu ir PtCopluošt/Cu katalizatoriai yra perspektyvios medžiagos ir gali būti naudojamos anodo katalizatoriais tiesioginiuose NaBH4 – H2O2 ir N2H4 – H2O2 kuro elementuose.
Metai: 2019