Studies

Back

Synthesis and characterization of heterogeneous electrocatalytic systems

N 003 Chemija / Chemistry
dr. Ramūnas Levinas ✉

LT - Heterogeninių elektrokatalizinių sistemų sintezė ir apibūdinimas

Heterogeninė elektrokatalizė tampa vis svarbesne technologija tiek moksle, tiek pramonėje. Šioje srityje pagrindinis tikslas yra sumažinti termodinaminį barjerą, reikalingą įvykdyti tam tikras reakcijas. Šios reakcijos paprastai yra tokios, kurios paverčia įprastus išteklius (pvz. H2O ar CO2), į vertingus produktus (H2, CH4, CH3OH ir kt.). Šiuo metu didelis mokslinis susidomėjimas nukreiptas į naujų katalizinių medžiagų sintezę ar  prietaisų, tokių kaip elektrolizeriai, konstravimą. Tačiau susiduriama su dilema dėl elektrochemiškai ar elektrokataliziškai aktyvaus paviršiaus ploto vertinimo. Kai kurie klasikiniai metodai kaip dvigubo sluoksnio talpos apskaičiavimas iš ciklinės voltamperometrijos ar elektrocheminio impedanso spektroskopija yra naudingi, bet turi trūkumų. Taip pat svarbu atskirti "bendrą elektrodo aktyvumą" nuo lokalaus katalizinio aktyvumo, kurį įmanoma įvertinti skenuojančios elektrocheminės mikroskopijos būdu (SECM). Vykdant doktorantūrą šia tema, studentas išmoks sintetinti ir teisingai apibūdinti HER, OER ir kitus elektrokatalizatorius, taip pat naudoti SECM lokalaus aktyvumo matavimams.

EN - Synthesis and characterization of heterogeneous electrocatalytic systems

Heterogeneous electrocatalysis is becoming an increasingly important technology in both science and industry. The fundamental goal of this field is to decrease the thermodynamic barrier needed to drive certain reactions. These reactions are typically those that convert mundane resources such as H2O or CO2 into value added products (H2, CH4, CH3OH, etc.). A significant amount of scientific interest is currently directed towards synthesis of novel catalytic materials or entire devices. However, the field of heterogeneous catalysis currently faces a dilemma about the importance of evaluating the electrochemically or electrocatalytically active surface area. Some classical methods such as capacitance determination from cyclic voltammetry or electrochemical impedance spectroscopy are useful, but suffer from drawbacks. It is also important to differentiate between the “total electrode activity” and the local activity, which can be measured by scanning electrochemical microscopy (SECM). When performing research on this topic, the student will learn the best practices of characterizing HER, OER, and other electrocatalysts, as well as to use SECM to measure local activity.