Vodivé polymery jako nosiče katalyzátoru v palivových článcích
Autor: Tomáš Bystroň
Ročník: 3.
Ústav: Anorganická technologie
Školitel: Doc. Dr. Ing. Karel Bouzek
Nízkoteplotní palivové články s PEM (proton exchange membrane) představují velmi nadějný alternativní zdroj energie s možností širokého uplatnění. Dosud však přetrvává řada problémů, které je nutno překonat k jejich plnému využití. Mezi nejpalčivější z nich patří využitelnost a stabilita anodového katalyzátoru (Pt, Pt/Ru). Možným řešením je jeho zabudování do filmu vodivého polymeru (CP). Jako nejvhodnější nosiče se v současnosti jeví polypyrol (PPy) a polyanilin (PAni).
Cílem této práce je nalézt vztahy mezi způsobem přípravy CP/Pt filmu, jeho strukturou a vlastnostmi. Elektrochemicky lze CP/Pt film připravit třemi způsoby 1. vyloučením Pt na CP film; 2. syntéza CP z roztoku s koloidní Pt; 3. zabudováním Pt do CP při jeho syntéze ve formě protiiontu s následnou redukcí. Obecně je elektrokatalytická aktivita filmů vyšší než u samotné Pt, přičemž nejvyšší je u filmu připraveného třetím způsobem. Velmi významným parametrem se ukázala být potenciálová mez redukce [PtCl4]2-iontu. Příliš katodická hodnota tohoto potenciálu vede na kompozity se sníženou aktivitou. Příčinou jsou zřejmě změny ve struktuře filmu. Jak bylo dále zjištěno, použití polyaniontu(NafionÓ, polystyrensulfonát) jako nukleofilu v průběhu syntézy vede ke vzniku filmů s odlišnou morfologií ve srovnání s filmy připravenými z roztoku chloridů a zároveň zvyšuje permeabilitu PPy pro vodík.