Repository logo

Browsing by Author "Fedotova, Julia"

  • Thumbnail Image
    Item
    Trójskładnikowy katalizator Pt/Re/SnO2/C do elektrochemicznego utleniania etanolu: synteza i charakteryzacja fizykochemiczna
    (Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2019) Drzymała, Elżbieta; Parlińska-Wojtan, Magdalena; Depciuch, Joanna; Kityk, Iwan; Pawlyta, Mirosława; Fedotova, Julia
    Jednym z najbardziej wymagających zadań, przed którymi stoi współczesna fizyka i chemia jest poszukiwanie i tworzenie nowych, wydajnych, przyjaznych dla środowiska technologii wytwarzania energii elektrycznej. Interesującą i bardzo popularną alternatywą źródeł energii stają się ogniwa paliwowe zasilane etanolem. Niestety, stosowane w nich katalizatory anodowe nie są wystarczająco wydajne i zamiast pożądanego produktu utleniania etanolu, jakim jest CO2, wytwarzają głównie produkty uboczne. W niniejszej rozprawie przedstawiono nowy katalizator do utleniania etanolu Pt/Re/SnO2/C. W celu jego otrzymania przeprowadzono szereg badań, w wyniku których zoptymalizowano procedury otrzymywania budujących go składników - nanocząstek Pt, Re oraz SnO2. Następnie wykorzystując oddziaływania międzycząsteczkowe i pomiary potencjału elektrokinetycznego utworzono podwójne (Pt/SnO2, Re/SnO2) oraz potrójne kombinacje nanocząstek(Pt/Re/SnO2). Nowością w przedłożonej pracy było zaproponowanie mechanizmu łączenia nanocząstek wchodzących w skład potencjalnego katalizatora w oparciu o przeciwne wartości potencjałów zeta. Oddziaływania elektrostatyczne między nanocząstkami doprowadziły do pomyślnego otrzymania kombinacji Pt/SnO2, Re/SnO2 oraz Pt/Re/SnO2, co pozwoliło na zapewnienie fizycznego kontaktu pomiędzy poszczególnymi składnikami, istotnego w przebiegu reakcji utleniania etanolu (EOR). W kolejnym etapie zdefiniowano właściwości fizykochemiczne i dyspersyjno-morfologiczne wytworzonych nanocząstek oraz ich dwu i trójskładnikowych kombinacji, co umożliwiło wykazanie fizycznego charakteru oddziaływań pomiędzy nimi. Analiza właściwości morfologicznych i strukturalnych została oparta na połączeniu transmisyjnej mikroskopii elektronowej (HR-STEM, HAADF STEM, SAED) z dyfrakcją rentgenowską (XRD). Dodatkowo w celu określenia składu pierwiastkowego i potwierdzenia połączeń pomiędzy wybranymi kombinacjami nanocząstek wykorzystana została spektroskopia rozpraszania energii promieniowania rentgenowskiego (EDS). Analiza została również uzupełniona o pomiary dynamicznego rozpraszania światła (DLS), spektroskopię fotoelektronów wzbudzonych promieniowaniem X (XPS) oraz fourierowską spektroskopię oscylacyjną w podczerwieni (FTIR). Do przygotowania katalizatorów na nośniku węglowym z jednakową zawartością platyny posłużyła spektroskopia mas ICP-MS. Ostatecznie wszystkie otrzymane nanokatalizatory zostały przetestowane pod kątem aplikacyjności w reakcji utleniania etanolu przy wykorzystaniu technik cyklicznej woltamperometrii, wykazując kilkukrotnie większą wydajność w porównaniu z komercyjnie dostępnym katalizatorem platynowym.