Podporovaný nanostrukturovaný Pd katalyzátor na bázi depozice atomárních vrstev: od oxidace metanolu po vývoj vodíku

Simple item page
but.committeeprof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (předseda) prof. Ing. Radimír Vrba, CSc. (místopředseda) Prof. Mato Knez (člen) Prof. Kornelius Nielsch (člen) Ivan Saldan, DrSc. (člen) Prof. Dr. Hiroaki Tsuchiya (člen)cs
but.defenceDisertační práce pana Bawaba zkoumá katalytické schopnosti druhů Pd deponovaných metodou Atomic Layer Deposition (ALD) na různých substrátech. Práce je aktuální a stanovené cíle byly splněny. Práce bude mít významný dopad v oblastech materiálových věd, elektrochemie a chemického inženýrství. Disertace prokázala zlepšení výkonu pro procesy HER a MOR, ale také ukazuje výsledky výkonu v průběhu času. O pečlivosti a úspěšnosti výzkumného snažení svědčí generování výsledků, které vyvrcholilo zveřejněním dvou příspěvků přímo vyplývajících z prezentované dizertační práce. Skutečnost, že výzkum přinesl publikovatelné výsledky, svědčí o vysoké kvalitě a relevanci provedené práce. V průběhu obhajoby pan Bawab prokázal vysokou odbornost a skvělé vědomosti ve zkoumané problematice. Na dotazy komise odpověděl výborně.cs
but.jazykangličtina (English)
but.programPokročilé materiály a nanovědycs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorMacák, Janen
dc.contributor.authorBawab, Bilalen
dc.contributor.refereeKnez, Matoen
dc.contributor.refereeNielsch, Korneliusen
dc.date.accessioned2024-05-23T03:46:36Z
dc.date.available2024-05-23T03:46:36Z
dc.date.created2024cs
dc.description.abstractV této práci byly zkoumány katalytické schopnosti druhů Pd deponovaných metodou Atomic Layer Deposition (ALD) na různých substrátech. Druhy Pd složené z nanočástic (NP) a jednotlivých atomů (SA) byly syntetizovány na vrstvách anodických nanotrubiček TiO2 (TNT) a uhlíkových papírech, aby se prozkoumalo jejich chování při elektrooxidaci methanolu a reakci vývoje alkalického vodíku (HER). Pd NP byly naneseny na vrstvy TNT jako katalyzátor oxidace methanolu, čímž se využil jejich velký povrch a přímý elektrický kontakt přes titanovou fólii. TEM analýza ukázala velikosti částic Pd mezi 7 a 12 nm, s posunem k tvorbě porézní vrstvy Pd po 450 cyklech ALD. Cyklická voltametrie odhalila, že katalytická aktivita dosáhla vrcholu po 400 a 450 cyklech, což ukazuje na optimální zatížení Pd a vlastnosti proti otravě, což potenciálně umožňuje přímou konverzi CH3OH na CO2. Další role Pd dosáhla přítomností SA a NP. Druhy Pd byly dekorovány na uhlíkových papírech a byly studovány jako HER katalyzátor. vzorky před a po elektrochemických měřeních byly charakterizovány rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií potvrzující přítomnost druhů Pd2+. Elektrochemicky aktivní povrchová plocha se významně zvýšila s cykly ALD a dosáhla plató při 300c Pd. Pozoruhodné je, že CP 600c Pd vykazoval nadměrný potenciál 4,55 mV, což je nejnižší hodnota udávaná pro Pd elektrokatalyzátory v alkalických podmínkách. To zdůrazňuje synergické účinky Pd konfigurací na zesílení HER a zkoumá mechanismus, kterým dochází k HER procesu.en
dc.description.abstractIn this thesis, the catalytic capabilities of Pd species deposited by Atomic Layer Deposition (ALD) was explored on different substrates. Pd species composed of Nanoparticles (NPs) and Single atoms (SAs) were synthesized on anodic TiO2 nanotube (TNT) layers and carbon papers, respectively, to investigate their performance in methanol electro-oxidation and the alkaline hydrogen evolution reaction (HER). Pd NPs were deposited on TNT layers as methanol oxidation catalyst, leveraging their large surface area and direct electrical contact through the titanium foil. TEM analysis showed Pd particle sizes between 7 and 12 nm, with a shift to a porous Pd layer formation beyond 450 ALD cycles. Cyclic voltammetry revealed that catalytic activity peaked at 400 and 450 cycles, indicating optimal Pd loading and anti-poisoning characteristics, potentially enabling direct CH3OH to CO2 conversion. The other role the Pd achieved through the presence of SAs and NPs. Pd species were decorated on carbon papers were studied as HER catalyst. the samples before and after electrochemical measurements were characterized with X-ray photoelectron spectroscopy confirming the presence of Pd2+ species. The electrochemical active surface area increased significantly with ALD cycles, reaching a plateau at 300c Pd. Notably, CP 600c Pd demonstrated an overpotential of 4.55 mV, the lowest reported for Pd electrocatalysts in alkaline conditions. This highlights the synergistic effects of Pd configurations on HER enhancement and explores the mechanism by which the HER process occurs.cs
dc.description.markPcs
dc.identifier.citationBAWAB, B. Podporovaný nanostrukturovaný Pd katalyzátor na bázi depozice atomárních vrstev: od oxidace metanolu po vývoj vodíku [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT. 2024.cs
dc.identifier.other160723cs
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11012/245609
dc.language.isoencs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. CEITEC VUTcs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectDepozice Atomové Vrstvyen
dc.subjectHERen
dc.subjectMORen
dc.subjectkatalýzaen
dc.subjectdruhy Pden
dc.subjectotravaen
dc.subjectnadměrný potenciálen
dc.subjectalkalickýen
dc.subjectstabilníen
dc.subjectštěpení vodyen
dc.subjectčistý vodíken
dc.subjectpalivové článkyen
dc.subjectAtomic Layer Depositioncs
dc.subjectHERcs
dc.subjectMORcs
dc.subjectcatalysiscs
dc.subjectPd speciescs
dc.subjectpoisoningcs
dc.subjectoverpotentialcs
dc.subjectalkalinecs
dc.subjectstablecs
dc.subjectwater splittingcs
dc.subjectclean hydrogencs
dc.subjectfuel cellscs
dc.titlePodporovaný nanostrukturovaný Pd katalyzátor na bázi depozice atomárních vrstev: od oxidace metanolu po vývoj vodíkuen
dc.title.alternativeSupported nanostructured Pd catalyst using atomic layer deposition: from methanol oxidation to hydrogen evolution reactioncs
dc.typeTextcs
dc.type.driverdoctoralThesisen
dc.type.evskpdizertační prácecs
dcterms.dateAccepted2024-05-03cs
dcterms.modified2024-05-22-15:19:00cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyCEITEC VUTcs
sync.item.dbid160723en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2024.05.23 05:46:36en
sync.item.modts2024.05.23 05:12:55en
thesis.disciplinePokročilé materiálycs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT. Středoevropský technologický institut VUTcs
thesis.levelDoktorskýcs
thesis.namePh.D.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 5 of 5
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
6.83 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file final-thesis.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Vedouci prace-Supervisor_report B. Bawab Ph.D defense.pdf
Size:
167.53 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file Posudek-Vedouci prace-Supervisor_report B. Bawab Ph.D defense.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-Posudek_Knez_nosignature.pdf
Size:
274.69 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file Posudek-Oponent prace-Posudek_Knez_nosignature.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-Review_Report_prof_Nielsch_nosignature.pdf
Size:
550.75 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file Posudek-Oponent prace-Review_Report_prof_Nielsch_nosignature.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
review_160723.html
Size:
1.77 KB
Format:
Hypertext Markup Language
Description:
file review_160723.html
Download
Collections
2024