Odseki

ARRS- CEA bilateralni projekt

Projekt se je ukvarjal s sintezo novih cenovno dostopnih, učinkovitih in stabilnih katalizatorjev na osnovi dušika funkcionaliziranih nanoogljičnih materialov za katode PEMFC. Nanoogljični materiali igrajo ključno vlogo pri razvoju novih ali izboljšanih tehnologij in naprav za trajnostno proizvodnjo in uporabo obnovljive energije. Pričakovati je, da bodo ogljikove nanocevke (CNT) postale naslednja generacija materialnih elektrod, zlasti za elektrokatalizo. CNT združujejo izjemne lastnosti kot so 1D nanometrska dimenzija z visokim razmerjem stranic, ki daje veliko površino, dobro električno prevodnost in nizko kapacitivnost. CNT imajo tudi visoko oksidacijsko stabilnost zaradi njihove strukturne celovitosti in kemične inertnosti.

Glavna težava ORR elektrokatalizatorjev brez Pt ni intrinzična aktivnost, ki je že dovolj dobra, temveč nizka volumetrična aktivnost. Ta zahteva veliko obremenitev katalizatorjev, da bi imeli dovolj aktivnih mest za izvedbo reakcije. Ob previsokih obremenitvah se pojavi vprašanje omejitve masnega transporta. V tem primeru aktivnost ORR ni nadzorovana z njeno aktivnostjo, temveč s transportnimi pojavi, ki se pojavljajo v plasti katalizatorja. Zato je zelo problematično meriti intrinzične lastnosti, vsaj s konvencionalnimi tehnikami, kot je rotacijski disk elektrode (RDE). Poleg tega je zato pomembno izboljšati masni transport v in skozi plasti katalizatorja z zasnovo plasti katalizatorja. Za to je treba razviti nove elektrokemijske metode, ki bodo omogočale merjenje relativno mišljenih plasti in visoke gostote toka. Druga težava pri katalizatorjih, ki ne vsebujejo plemenitih kovin, je njihova stabilnost.

Čeprav poteka obširno raziskavanje ORR elektrokatalizatorjev brez plemenitih kovin, veliko pojavov še vedno ni jasnih in zahtevajo nadaljnje raziskave. Glavni cilj projekta je bil razvoj novih eksperimentalnih metod s katerimi bi dobili nove temeljne vpoglede v aktivnost in stabilnost ter tako prispevali k aktivnosti in uporabnosti materialov, ki se uporabljajo za elektrokatalizo gorivnih celic.

Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije

Sestava projektne skupine s povezavami na SICRIS:

(i) sintetiziranje novih izboljšanih visoko aktivnih in stabilnih ne-CRM ORR elektrokatalizatorjev.

(ii) razviti metodologijo SECM in meriti intrinzično aktivnost ORR

(iii) razviti metodologijo plavajoče elektrode in meriti aktivnost in stabilnost ORR ter omogočiti tudi komplementarno karakterizacijo s TEM (strukturne spremembe) in ICP-MC (izpiranje)

članki:

KREGAR, Ambrož, GATALO, Matija, MASELJ, Nik, HODNIK, Nejc, KATRAŠNIK, Tomaž. Temperature dependent model of carbon supported platinum fuel cell catalyst degradation. Journal of power sources, ISSN 0378-7753, Dec. 2021, vol. 514, str. 1-11, ilustr. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775321010399?dgcid=coauthor, doi: 10.1016/j.jpowsour.2021.230542. [COBISS.SI-ID 79377667]
kategorija: 1A1 (Z, A'', A', A1/2); uvrstitev: SCI, Scopus, MBP; tip dela je verificiral OSICN
točke: 26.15, št. avtorjev: 5

EHELEBE, Konrad, SCHMITT, Nicolai, SIEVERS, Gustav, JENSEN, Anders W., HRNJIĆ, Armin, COLLANTES JIMÉNEZ, Pablo, KAISER, Pascal, GEUß, Moritz, KU, Yu-Ping, JOVANOVIČ, Primož, HODNIK, Nejc, et al. Benchmarking fuel cell electrocatalysts using gas diffusion electrodes : inter-lab comparison and best practices. ACS energy letters, ISSN 2380-8195, 2022, iss. 2, vol. 7, str. 816-826, ilustr. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.1c02659, doi: 10.1021/acsenergylett.1c02659. [COBISS.SI-ID 95447043]
kategorija: 1A1 (Z, A'', A', A1/2); uvrstitev: SCI, Scopus, MBP; tip dela je verificiral OSICN
točke: 17.03, št. avtorjev: 16

HODNIK, Nejc, ROMANO, Luigi, JOVANOVIČ, Primož, RUIZ-ZEPEDA, Francisco, BELE, Marjan, FABBRI, Filippo, PERSANO, Luana, CAMPOSEO, Andrea, PISIGNANO, Dario. Assembly of Pt nanoparticles on graphitized carbon nanofibers as hierarchically-structured electrodes. ACS applied nano materials, ISSN 2574-0970, 23 Oct. 2020, vol. 3, iss. 10, str. 9880-9888. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.0c01945, http://dirros.openscience.si/IzpisGradiva.php?id=12768&lang=slv, doi: 10.1021/acsanm.0c01945. [COBISS.SI-ID 27163395]
kategorija: 1A2 (Z, A1/2); uvrstitev: SCI, Scopus, MBP; tip dela je verificiral OSICN
točke: 10.28, št. avtorjev: 9

HRNJIĆ, Armin, RUIZ-ZEPEDA, Francisco, GABERŠČEK, Miran, BELE, Marjan, SUHADOLNIK, Luka, HODNIK, Nejc, JOVANOVIČ, Primož. Modified floating electrode apparatus for advanced characterization of oxygen reduction reaction electrocatalysts. Journal of the Electrochemical Society, ISSN 1945-7111. [Online ed.], 24 Nov. 2020, vol. 167, no. 16, str. 166501-1-166501-8. https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1945-7111/abc9de, doi: 10.1149/1945-7111/abc9de. [COBISS.SI-ID 39249411]
kategorija: 1A1 (Z, A', A1/2); uvrstitev: SCI, Scopus, MBP; tip dela je verificiral OSICN
točke: 14.91, št. avtorjev: 7

konference:

55. HODNIK, Nejc, KAMŠEK, Ana Rebeka, RUIZ-ZEPEDA, Francisco, PAVLIŠIČ, Andraž, HRNJIĆ, Armin. Restructuring of electrocatalysts and our electron microscopy approach. V: International Conference on Frontiers in Electrocatalytic Transformations (INTERECT) : València, Spain, 22nd, 23rd November, 2021. Valencia: [s. n.]. 2021, str. [1]. https://www.nanoge.org/proceedings/INTERECT/617bdccbdfe229496ee0a8f9. [COBISS.SI-ID 90243075]
kategorija: SU (S)
točke: 0.4, št. avtorjev: 5