N 003 Chemija / Chemistry
dr. Aldona Balčiūnaitė ✉
Naujų efektyvių anodo/katodo katalizatorių kompozicijų su itin dideliu santykinio paviršiaus plotu paieška ir taikymu praktiniuose kuro elementuose, pakeičiant gerai žinomus ir brangius Pt ar jos lydinių katalizatorius netauriaisiais metalais ar sumažinant tauriųjų metalų kiekį katalizatoriuose yra aktuali tyrimo kryptis, siekiant pagerinti ir atpiginti kuro elementus. Moksliniai tyrimai, susiję su alternatyvių elektros energijos šaltinių paieška ir jų efektyvumo nustatymu pastaruoju metu yra intensyviai vykdomi visame pasaulyje. Tokie tyrimai yra svarbūs tiek fundamentiniu požiūriu, siekiant suprasti vykstančių elektrokatalizinių reakcijų mechanizmą, tiek praktiniu. Naujos efektyvios medžiagos leistų padidinti kuro elementų praktinį panaudojimą. Šio darbo tikslas - efektyvių katalizatorių formavimas, apibūdinimas bei taikymas metanolio kuro elementuose. Darbo metu bus formuojami daugiafunkciniai katalizatoriai (panaudojant netauriuosius metalus) taikant paprastus bei santykinai nebrangius elektrocheminius, cheminio metalų nusodinimo ir galvaninio pakeitimo metodus. Gautų medžiagų morfologija, struktūra ir sudėtis bus detaliai tiriama, taikant lauko emisijos skenuojančią elektroninę mikroskopiją (FESEM), Rentgeno spindulių energijos dispersinę analizę (EDS), Rentgeno spindulių fotoelektroninę spektroskopiją (XPS), Rentgeno spindulių difrakciją (XRD) bei indukuotos plazmos optinės emisijos spektroskopiją (ICP-OES). Gautų anodo katalizatorių elektrokatalizinis aktyvumas bus įvertinamas metanolio oksidacijos reakcijai, taikant ciklinės voltamperometrijos CV),chronoamperometrijos (CA) ir chronopotenciometrijos (CP) metodus.
The search of novel efficient anode/cathode catalyst composites with an extremely high surface area and their application in practical fuel cells for substituting of well-known and expensive Pt based catalysts by non-noble metals or decreasing the amount of the noble component in these catalysts is an important research effort aiming to improve their performance and to decrease their costs. The research and development of the alternative power supply sources and the improvement of their performance are extensively studied worldwide. Such a research is important from both fundamental and practical aspects in order to better understand of the mechanistic details of the ongoing electrocatalytic reactions to improve the practical systems. Novel effective anode/cathode materials could allow enhancing the performance of fuel cells thus offering their practical applications. The aim of the work - the fabrication of efficient catalysts, their characterization and application for methanol fuel cells. In this work, the multifunctional catalysts (employing the non-noble metals) will be fabricated by means of simple and low-cost electrochemical, electroless metal deposition and galvanic displacement techniques. The surface morphology, structure, and composition of the prepared catalysts will be investigated in detail using field emission scanning electron microscopy (FESEM), X-ray energy dispersive analysis (EDS), X-ray diffraction (XRD), and inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES). Electrocatalytic activity of the prepared anode catalysts will be evaluated towards methanol oxidation reaction using cyclic voltammetry (CV), chronoamperometry (CA), chronopotentiometry (CP).