911±¬ÁÏÍø

Väitöskirjan nimi: Rational design of efficient electrochemical catalysts for alkaline hydrogen conversion

³Õä¾±³Ù³Ù±ð±ô¾±Âáä: Benjin Jin
³Õ²¹²õ³Ù²¹±¹Ã¤¾±³Ù³ÙäÂáä: Prof. Prof. Shuang Ma Andersen, University of Southern Denmark, Tanska
Kustos: Prof. Tanja Kallio, Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu

Vetyä pidetään yhtenä lupaavimmista puhtaista energiankantajista, sillä se voi auttaa vähentämään hiilidioksidipäästöjä ja mahdollistaa kestäviä energiajärjestelmiä. Vetyteknologioiden laajamittaista käyttöönottoa rajoittavat kuitenkin edelleen vedyn tuotannossa ja polttokennoissa käytettävien pitkäikäisten elektrokatalyyttien korkea hinta, riittämätön tehokkuus ja rajallinen saatavuus.

Tässä väitöskirjassa tutkittiin, kuinka voidaan suunnitella tehokkaampia ja kestävämpiä sähkökatalyyttejä puhtaan vedyn tuotantoon ja vetypolttokennoihin emäksisissä olosuhteissa. Väitöskirjassa kehitettiin kolme katalyyttijärjestelmää: amorfisen hiilen tukemia nikkelioksidikvanttipisteitä, ruteniumoksidilla muokattua nikkeli–rauta-kerroshydroksidia nikkelivaahdolla sekä titaanidioksidilla päällystettyjä palladiumnanohiukkasia. Nämä katalyytit valmistettiin hienosäätämällä niiden nanorakennetta ja rajapintoja, joissa eri materiaalit ja yhdisteet kohtaavat ja ovat vuorovaikutuksessa.

Väitöskirjan päätulos on, että rajapintojen suunnittelu tarjoaa tehokkaan strategian katalyyttien suorituskyvyn parantamiseen ja materiaalien hajoamisen ja ikääntymisen vähentämiseen. Tutkimus tuo myös uutta ymmärrystä siitä, kuinka sähköisett vuorovaikutukset, pintarakenne ja suojaavat oksidikerrokset vaikuttavat katalyyttien aktiivisuuteen ja kestävyyteen.

Tämän väitöskirjan tulokset tarjoavat uutta tietoa tehokkaiden ja kestävien sähkökatalyyttien suunnitteluun sekä tukevat ekologisesti kestävän vedyn tuotannon ja vetyenergiateknologioiden kehittämistä.

 

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä): .