Odseki

ARRS komplementarna shema ERC

ERC projekt naj bi razvil nov metodološki pristop za sledenje strukturnih, morfoloških in kompozicijskih sprememb na atomski skali nanodelcev na osnovi plemenitih kovin v tekočinah. Omogočil bi razumevanje in manipulacijo nanostruktur plemenitih kovin za uporabo pri recikliranju in elektrokatalizi. Ta edinstven pristop temelji na prenosu znanja iz elektrokatalize in degradaciji na izzive hidrometalurgije.

V zadnjih desetletjih je bil dosežen pomemben napredek pri razumevanju in nadzoru elektrokemijske faze trdnih/tekočih na atomski ravni. Načela, ki vodijo aktivnost elektrokemijskih reakcij, so precej dobro uveljavljena (razmerja med strukturo in aktivnostjo). Medtem ko so osnove stabilnosti še vedno slabo razumljene (odnosi med strukturo in stabilnostjo). ERC projekt je predlagal uporabo in-situ in spremljanje spremem na identični lokacijii nanodelcev plemenitih kovin z najsodobnejšo opremo za elektronsko mikroskopijo in z elektrokemično pretočno celico, ki je povezana z masno spektrometrijo induktivno sklopljene plazme. Edinstven metodološki pristop z občutljivostjo pikograma, v kombinaciji z atomsko resolucijo mikroskopom, obljublja nove atomistične vpoglede v fenomene korozije in prestrukturiranja nanodelcev plemenitih kovin v tekočinah.

Plemenite kovine so ključni materiali prihodnje elektrifikacije in digitalizacije družbe (npr. električni kontakti). Njihova prisotnost kot elektrokatalizatorji omogoča trajnostno proizvodnjo energije s pomočjo vodikovega gospodarstva. Vendar pa njihovo oskrbo omejuje izredno redkost in neenakomerna geološka porazdelitev. Kljub temu so kovine odličen material za krožno gospodarstvo, saj jih je mogoče reciklirati, ne da bi pri tem izgubili svoje lastnosti in tako zagotovili priložnost za urbano rudarjenje. Zato je treba zamenjati zastarele energetsko intenzivne in okolju prijazne postopke recikliranja.

ElCatDeg bo tako kot je bilo obljubljeno v ERC projektu razvil nov metodološki pristop za sledenje strukturnih, morfoloških in kompozicijskih sprememb na atomski skali nanodelcev na osnovi plemenitih kovin v tekočinah. Omogočil bo razumevanje in manipulacijo nanostruktur plemenitihkovin za uporabo pri recikliranju in elektrokatalizi. Ta edinstven pristop temelji na prenosu znanja iz elektrokatalize in degradaciji na izzive hidrometalurgije.

ElCatDeg tako kot v ERC projektu predlaga uporabo in-situ in spremljanje spremem na identični lokacijii nanodelcev plemenitih kovin z najsodobnejšo opremo za elektronsko mikroskopijo in z elektrokemično pretočno celico, ki je povezana z masno spektrometrijo induktivno sklopljene plazme. Edinstven metodološki pristop z občutljivostjo pikograma, v kombinaciji z atomsko resolucijo mikroskopom, obljubljaj nove atomistične vpoglede v fenomene korozije in prestrukturiranja nanodelcev plemenitih kovin v tekočinah.

V ElCatDeg ni planirano elektropredenje, modeliranje in razlaganje povezave med strukturo in stabilnostjo nanodelcev plemenith kovin. Prav tako ne bo izvajana in-situ presevna elektronska mikroskopija.

Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije

Sestava projektne skupine s povezavami na SICRIS:

1) nov postopek za sledenje degradacije nanodelcev plemenitih kovin na identični lokaciji z resolucije kjer je mogoče videti atome

2) novo fundamentalno razumevanje elektrokemijske degradacije nanodelcev plemenitih kovin

3) nove postopke za recikliranje plemenitih kovin

Razvoj metode:

[1] 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. 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

[2] HRNJIĆ, Armin, KAMŠEK, Ana Rebeka, PAVLIŠIČ, Andraž, ŠALA, Martin, BELE, Marjan, MORIAU, Leonard, GATALO, Matija, RUIZ-ZEPEDA, Francisco, JOVANOVIČ, Primož, HODNIK, Nejc. Observing, tracking and analysing electrochemically induced atomic-scale structural changes of an individual Pt-Co nanoparticle as a fuel cell electrocatalyst by combining modified floating electrode and identical location electron microscopy. Electrochimica Acta, ISSN 0013-4686. [Print ed.], 20 Aug. 2021, vol. 388, [article no.] 138513, str. 1-16.

[3] MORIAU, Leonard, HRNJIĆ, Armin, PAVLIŠIČ, Andraž, KAMŠEK, Ana Rebeka, PETEK, Urša, RUIZ-ZEPEDA, Francisco, ŠALA, Martin, PAVKO, Luka, ŠELIH, Vid Simon, BELE, Marjan, JOVANOVIČ, Primož, GATALO, Matija, HODNIK, Nejc. Resolving the nanoparticles' structure-property relationships at the atomic level : a study of Pt-based electrocatalysts. iScience, ISSN 2589-0042. [Online ed.], 19 Feb. 2021, vol. 24, iss. 2, str. 102102-1-102102-27, [31] str. pril., ilustr. www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(21)00070-5, doi: 10.1016/j.isci.2021.102102. [COBISS.SI-ID 49660163], kategorija: 1A1 (Z, A', A1/2); uvrstitev: SCI, Scopus

Uporaba metodologije:

pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.1c06028 Dokazali smo, da se delci platine na TAP podlagi manj degradirajo kot na ogljični. [COBISS.SI-ID 66269187]

onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admi.202100900 Pokazali, da razmerje ogljika in keramike vpliva na stabilnost in aktivnost iridija za tvorbo kisika [COBISS.SI-ID 74932227]

pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c04741 Pokazali smo, da ima morfologija podlage velik vpliv na aktivnost Ir delcev za reakcijo tvorbe kisika. [COBISS.SI-ID 45043203]

chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/celc.202100387 Pokazali smo da se delci bakra močno spreminjajo pri redukciji CO2. Predlagali smo mehanizem raztapljanja in redepozicije. [COBISS.SI-ID 64058115]

pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.0c01945 Predstavili smo nov način priprave in strukture Pt/C elektrod in njihove karaterizacije. [COBISS.SI-ID 27163395]

pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c03688 Dokazali smo da ima keramična podlaga pozitiven vpliv na aktivnost in stabilnost iridijevih delcev za reakcijo tvorbe kisika. [COBISS.SI-ID 36706819]

pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c07138 Preučili smo stabilnost platinskih katalizatorjev v obliki posameznih atomov. [COBISS.SI-ID 25751299]

iopscience.iop.org/article/10.1149/1945-7111/aba4e6 Pokazali smo vpliv temperature na stabilnost Pt/C katalizatorja. [COBISS.SI-ID 23888131]

iopscience.iop.org/article/10.1088/2515-7655/ab69a2 Predstavili smo nov katalizator za reakcijo tvorbe kisika. [COBISS.SI-ID 6777626]

pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.9b03385 Predstavili smo nov multifunkcionalni katalizator. [COBISS.SI-ID 40295429]

onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201903568 Predstavili smo novo sintezo visoko aktivnih in stabilnih Pt-M/C katalizatorjev. [COBISS.SI-ID 6648858]

chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cctc.201901487 Nova keramična podlaga za iridijeve katalizatorje za tvorbo kisika. [COBISS.SI-ID 6711834]

www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519305993 In-situ študija sinteze visoko aktivnih in stabilnih Pt-M/C katalizatorjev. [COBISS.SI-ID 6670618]

pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b00918 Pridobili vpogled v anizotropično spreminjanje oblike Pt-M/C katalizatorjev na identični lokaciji. [COBISS.SI-ID 6623002]

pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.0c10033 Študija elektrokemijske degradacije zlatih delcev na ogljiku. [COBISS.SI-ID 47792643]

www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013468621017254 Študija elektrokemijske degradacije rodijevih delcev na ogljiku. [COBISS.SI-ID 85301507]

pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.1c08496 Študija elektrokemijske degradacije paladijevih delcev na ogljiku. [COBISS.SI-ID 90056707]