Functionalized mesoporous carbons as non-precious metal fuel cell catalysts
Doktorsavhandling, 2016
electrocatalysis
oxygen reduction reaction
non-precious metal catalyst
mesoporous carbon
fuel cell
X-ray absorption spectroscopy
Författare
Johanna Dombrovskis
Chalmers, Kemi och kemiteknik, Tillämpad kemi
Recent Progress in Synthesis, Characterization and Evaluation of Non-Precious Metal Catalysts for the Oxygen Reduction Reaction
Fuel Cells,;Vol. 16(2016)p. 4-22
Reviewartikel
The Active Site Structure of Transition Metal Ion-Chelating Ordered Mesoporous Carbon Fuel Cell Catalysts
Fuel Cells,;Vol. 16(2016)p. 23-31
Artikel i vetenskaplig tidskrift
Transition Metal Ion-Chelating Ordered Mesoporous Carbons as Noble Metal-Free Fuel Cell Catalysts
Chemistry of Materials,;Vol. 25(2013)p. 856-861
Artikel i vetenskaplig tidskrift
Optimization of fuel cell membrane electrode assemblies for transition metal ion-chelating ordered mesoporous carbon cathode catalysts
APL Materials,;Vol. 2(2014)p. Art. no. 121102-
Artikel i vetenskaplig tidskrift
Dombrovskis, J.K., Janson, C., Palmqvist, A.E.C., Influence of Iron Precursor Hydration State on Performance of Non-Precious Metal Fuel Cell Catalysts
Dombrovskis, J.K., Palmqvist, A.E.C., One-Pot Synthesis of Transition Metal Ion-Chelating Ordered Mesoporous Carbon/ Carbon Nanotube Composites with High Activity and Durability as Fuel Cell Catalysts
I detta arbete har fokus varit på att utveckla nya katalysatormaterial för bränsleceller. Det ställs många krav på dessa material. De katalysatormaterial som beskrivs här är avsedda för reduktionsreaktionen av syre vid bränslecellskatoden. Utöver den egentliga reduktionsreaktionen krävs att materialet är en elektrisk ledare, har en stor gränsyta mot andra bränslecellskomponenter, en bra vätske- och gastransport genom materialet och att de är billiga. De material som utvecklats här har stor ytarea och innehåller inga ädelmetaller utan är baserade på mesoporöst kol och övergångsmetaller. Dessa material har potential att vara flera gånger billigare än de katalysatormaterial som användas idag.
Resultatet av arbetet omfattar syntes av nya katalysatormaterial med hög katalytisk aktivitet och bra stabilitet. Den elektrokemiska utvärderingen tillsammans med spektroskopiska mätningar används för att förstå sambanden mellan katalytisk aktivitet och materialens mikro‑, nano- och atomstruktur. Denna kunskap har sedan använts för att ytterligare förbättra katalysatormaterialens egenskaper.
Drivkrafter
Hållbar utveckling
Styrkeområden
Nanovetenskap och nanoteknik (SO 2010-2017, EI 2018-)
Energi
Materialvetenskap
Ämneskategorier
Kemiska processer
Annan kemiteknik
Annan kemi
Infrastruktur
Chalmers materialanalyslaboratorium
ISBN
978-91-7597-488-0
Doktorsavhandlingar vid Chalmers tekniska högskola. Ny serie: 4169
Utgivare
Chalmers
KB-salen, Kemigården 4, Chalmers
Opponent: Professor Piotr Zelenay, Los Alamos National Laboratoy, USA