Autorius: ALDONA BALČIŪNAITĖ
Disertacijos pavadinimas: "Naujos medžiagos šarminiams kuro elementams: sintezė, charakterizavimas ir savybės"
Mokslo sritis: Chemija 03 P
Mokslinis vadovas: dr. Loreta Tamašauskaitė-Tamašiūnaitė
Gynimo data: 2017-07-07
ANOTACIJA:
Disertacinis darbas siejasi su perspektyviais, visame pasaulyje intensyviai vykdomais kuro elementuose naudojamų medžiagų savybių tyrimais ir yra skirtas naujų efektyvių medžiagų paieškai, kurias galima pritaikyti tiesioginių natrio borohidrido kuro elementų sukūrimui, siekiant padidinti esamų ar naujų kuro elementų našumą.
Šio darbo tikslas buvo efektyvių katalizatorių formavimas, apibūdinimas bei taikymas tiesioginiuose natrio borohidrido kuro elementuose. Darbo metu buvo formuojami daugiafunkciniai AuM (M = Ni, Co, Cu) katalizatoriai ant titano (Ti) ir titano oksido nanovamzdelių (TiO2nv) pagrindų, taikant paprastus bei santykinai nebrangius elektrocheminius, cheminio metalų nusodinimo ir galvaninio pakeitimo metodus. Nustatyta, kad efektyvių katalizatorių formavimui, Au nanodalelių imobilizavimui ant Ti ir TiO2nv paviršiaus, turi būti nusodinamas apie 0,2-0,4 µm storio Ni pasluoksnis, ~0,5-1,1 µm storio Co pasluoksnis ir apie 1,5 µm storio Cu pasluoksnis, o optimalus imersinio Au nusodinimo laikas – 0,5-5 min. Nusodinto Au nanodalelių dydis yra nuo 10-100 nm, o nusodinto Au įkrova yra 0,9-59,4 µgAu cm-2 suformuotuose Au(M)/Ti bei Au(M)/TiO2nv katalizatoriuose. Sukurti Au(M)/Ti ir Au(M)/TiO2nv katalizatoriai pasižymi itin dideliu elektrokataliziniu aktyvumu natrio borohidrido oksidacijos reakcijai, palyginus su jų elektrokataliziniu aktyvumu ant gryno Au, M/Ti ir M/TiO2nv elektrodų. Natrio borohidrido oksidacijos srovės tankio vertės, išmatuotos ant Au(M)/Ti su nusodinto Au įkrova nuo 0,9 iki 57,6 gAu cm–2 ir Au(M)/TiO2nv katalizatorių su nusodinto Au įkrova nuo 8,2 iki 59,4 gAu cm–2 yra apie 7-16 kartų yra didesnės nei ant gryno Au elektrodo. Didžiausiu masės aktyvumu (140 mA gAu–1) natrio borohidrido oksidacijos reakcijai pasižymėjo Au(Ni)/Ti katalizatorius su nusodinto Au kiekiu 0,9 gAu cm–2. Suformuotų M/Ti, M/TiO2nv, Au(M)/Ti ir Au(M)/TiO2nv katalizatorių aktyvumas taip pat buvo tiriamas tiesioginiame natrio borohidrido-vandenilio peroksido kuro elemente. Nustatyta, kad išmatuotas didžiausias NaBH4-H2O2 kuro elemento prototipo galios tankis 25 oC temperatūroje yra 224 mW cm-2, panaudojant Au(Co)/Ti katalizatorių su nusodinto Au įkrova 57,6 µg cm–2 kaip anodą, o specifinis galingumas yra 102,6 mW µgAu–1, panaudojus Au(Ni)/Ti katalizatorių su nusodinto Au įkrova 0,9 µg cm–2 kaip anodą. Suformuoti Au(M)/Ti ir Au(M)/TiO2nv katalizatoriai yra perspektyvios medžiagos ir gali būti naudojamos kaip anodas tiesioginiuose natrio borohidrido kuro elementuose.
Metai: 2017