Výzkum v oblasti nízkoteplotních palivových článků
Palivové články jsou systémy, které chemickou energii elektroaktivních materiálů (paliva a oxidovadla) převádějí přímo na elektrický proud. Protože se aktivní materiály přivádějí na elektrody, kde reagují, přičemž se elektrody neúčastní chemické reakce, mohou být články v provozu teoreticky neomezenou dobu. Jejich životnost je prakticky omezena životností elektrod. Jednou z největších nevýhod nízkoteplotních palivových článků je jejich cena. Ta se odvíjí především od ceny katalyzátorů, zejména na bázi platiny a iontoměničových membrán. V současnosti lze používat v podstatě jen jedinou membránu a to membránu typu NAFION®. Kromě vysoké ceny se vyznačuje i velmi korozivními vlastnostmi, což vylučuje použití neplatinových katalyzátorů. Proto se v našich laboratořích zabýváme vývojem iontoměničových membrán alkalického typu a zároveň vývojem katalyzátorů na bázi oxidu manganičitého.
Oblasti výzkumného zaměření v dané oblasti
- Měření katalytické aktivity elektrodových materiálů.
- Měření vlastností iontoměničových membrán.
- Měření výkonových charakteristik palivových článků a jejich teplotních závislostí.
- Vývoj neplatinových katalyzátorů.
- Vývoj nových iontoměničových membrán alkalického typu.
- Vývoj MEA struktur s využitím alkalických iontoměničových membrán a neplatinových katalyzátorů.
Laboratoř umožňuje
- Studium a vývoj nízkoteplotních palivových článků alkalických a článků s iontoměničovou membránou. Pracuje se tu na výzkumu membrán a elektrodových hmot (různé formy uhlíku, modifikace oxidu manganu) pro tyto články. Vlastnosti nových materiálů jsou měřeny v testovacích celách, například pomocí cyklické voltametrie na rotační diskové elektrodě.
- Přípravu materiálů s přídavkem uhlíkových částic a studium jejich elektrických a elektrochemických vlastností. Jedná se o materiály pro elektrody alkalických akumulátorů ale také o vodivé kompozitní materiály na bázi cementových betonů s přídavkem uhlíků. Tyto materiály vykazují elektrické vlastnosti závislé na tlaku. Toho lze s úspěchem využívat například při konstrukci snímačů zatížení budov či sledování provozu na pozemních komunikacích.
- Elektrodepozici, studium a analýzu vlastností elektrochromních vrstev pomocí elektrochemických potenciostatických metod ve spojení s vyhodnocením optické propustnosti, při použití kapalných i polymerních gelových elektrolytů. V neposlední řadě zde probíhá studium korozních vlastností materiálů pro biomedicínské aplikace, což je v současné době bouřlivě se rozvíjející obor. Jde prakticky o propojení elektrotechnologie, elektrochemie a biomedicíny.
Přístrojové vybavení
- Potenciostat µAutolab EcoChemie
- Potenciostat Autolab AUT12.FRA
- Rotační disková elektroda MetrOhm 628-10 RRDE
- Potenciostat ATLAS 98 EII Sollich
- Pětikanálová potenciostatická stanice Biologic
- Testovací palivové články s řiditelnou zátěží
- Spinovací zařízení pro tvorbu nanovláken FIBERIO CYCLONE L-1000
- Technické plyny dusík, kyslík, vodík, argon
Vedoucí laboratoře
doc. Ing. Marie Sedlaříková, CSc.
Technická 3058/10, 616 00, Brno
E-mail: sedlara@vut.cz
Telefon: 541 146 143