| Τύπος: |
Παρουσίαση |
| Ημ/νία Έναρξης: |
26/5/2015 |
| Ημ/νία Λήξης: |
|
| Ώρα Έναρξης: |
13:00 |
| Ώρα Λήξης: |
|
| Ομιλητής: |
Φωτεινή Τζορμπατζόγλου, Διπλ. Μηχανολόγος Μηχανικός (ΠΔΜ), ΜΔΕ (ΤΜΜ, ΠΘ) |
| Τίτλος: |
Δημόσια υποστήριξη της ΔΔ
της Φωτεινής Τζορμπατζόγλου με τίτλο "Σχεδιασμός και ανάπτυξη συστήματος κυψελίδας καυσίμου (τύπου ΡΕΜ) - κυψελίδας ηλεκτρόλυσης νερού (τύπου ΡΕΜ): παρασκευή και χαρακτηρισμός νέων ηλεκτροκαταλυτικών υλικών χαμηλού κόστους" |
| Περιγραφή: |
Προσκαλούμε τους μεταπτυχιακούς και τους προπτυχιακούς φοιτητές μας, τα μέλη Δ.Ε.Π. και τους διδάσκοντες του Τμήματος και κάθε ενδιαφερόμενο, την Τρίτη 26 Μαίου 2015 – 13:00 μ.μ. στην Αίθουσα Συνελεύσεων του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών, (Πεδίον Άρεως, Βόλος) όπου η κα Φωτεινή Τζορμπατζόγλου θα υποστηρίξει δημόσια τη Διδακτορική της Διατριβή με τίτλο:
«Σχεδιασμός και ανάπτυξη συστήματος κυψελίδας καυσίμου (τύπου PEM) – κυψελίδας ηλεκτρόλυσης νερού (τύπου PEM): παρασκευή και χαρακτηρισμός νέων ηλεκτροκαταλυτικών υλικών χαμηλού κόστους»
Περίληψη
Τα τελευταία χρόνια, η παγκόσμια ερευνητική κοινότητα έχει στρέψει το ενδιαφέρον της στην ανάπτυξη νέων συστημάτων μετατροπής ενέργειας, με υψηλότερες ενεργειακές αποδόσεις και χαμηλές ή μηδενικές εκπομπές καυσαερίων. Τέτοια συστήματα είναι και οι κυψέλες καυσίμου (FUEL CELLS), με αποδόσεις υπερδιπλάσιες των συμβατικών συστημάτων, οι οποίες όχι άδικα θεωρούνται από τα πιο ελπιδοφόρα συστήματα μετατροπής ενέργειας του 21ου αιώνα. Ωστόσο, το μεγάλο μειονέκτημα και ο βασικός λόγος που περιορίζεται η μαζική εμπορευματοποίηση των συστημάτων αυτών είναι το υψηλό τους κόστος. Το υψηλό τους κόστος οφείλεται μεταξύ των άλλων στην υψηλή τιμή και στα λίγα αποθέματα της πλατίνας (λευκόχρυσος Pt), η οποία μέχρι σήμερα θεωρείται ο αποδοτικότερος και σταθερότερος καταλύτης των κυψελίδων καυσίμου και όχι μόνο. Την τελευταία δεκαετία, ένας αριθμός ερευνητικών ομάδων παγκοσμίως επικεντρώθηκε στην έρευνα των ηλεκτροκαταλυτών με μικρή ποσότητα Pt ή χωρίς Pt, τόσο για την αντίδραση της οξείδωσης του υδρογόνου (Hydrogen Oxidation Reaction) όσο και για την αντίδραση αναγωγής του οξυγόνου (Oxygen Reduction Reaction). Με εξαίρεση την πλατίνα, η ηλεκτροκαταλυτική δραστικότητα του παλλαδίου (Pd) είναι μια από τις υψηλότερες μεταξύ των καθαρών μετάλλων και για την οξείδωση του υδρογόνου και για την αναγωγή του οξυγόνου. Το γεγονός αυτό, σε συνδυασμό με το κόστος του παλλαδίου που είναι περίπου το μισό του κόστους της πλατίνας, το καθιστά μια ελκυστική εναλλακτική λύση.
Στην κατεύθυνση αυτή και η παρούσα διδακτορική έρευνα που αφορούσε στην ανάπτυξη καταλυτών μικρής (μgPt) ή μηδενικής περιεκτικότητας σε λευκόχρυσο, επιδιώκοντας έως έναν βαθμό τη μείωση του κόστους των κυψελίδων καυσίμου.
Πιο συγκεκριμένα, στο πρώτο μέρος της παρούσας διδακτορικής έρευνας, διεξήχθη αρχικά βιβλιογραφική ανασκόπηση για τον προσδιορισμό των πλέον αποτελεσματικών ηλεκτροκαταλυτών για κυψέλες καυσίμου πολυμερικής μεμβράνης τροφοδοσίας υδρογόνου. Στην συνέχεια για πρώτη φορά παρασκευάστηκαν, χαρακτηριστήκαν φυσικοχημικά και ηλεκτροχημικά διμεταλλικοί ηλεκτροκαταλύτες με βάση το παλλάδιο (Pd-based). Στο πλαίσιο αυτό, παρασκευάστηκε, και χαρακτηρίστηκε μια σειρά διμεταλλικών καταλυτών Pd, PdxRhy, PdxIry Rh και Ir με ατομική αναλογία (x:y = 3:1, 1:1, 1:3) και PdPt (Pd:Pt = 97:3, 98:2, 99:1). Στην συνέχεια μελετήθηκε ηλεκτροχημικά η επάρκεια τους (ενεργότητα και σταθερότητα) με στόχο την εφαρμογή τους σε ρόλο ανοδικών και καθοδικών καταλυτών σε κυψέλες καυσίμου πολυμερικής μεμβράνης με τροφοδοσία υδρογόνου (Η2-PEM-FC). Οι φυσικοχημικοί χαρακτηρισμοί πραγματοποιήθηκαν με τη χρήση των τεχνικών της περίθλασης ακτίνων Χ (XRD) και της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας διέλευσης (TEM). Οι ηλεκτροχημικές μετρήσεις διεξήχθησαν σε υδατικό διάλυμα θειικού οξέος (0.5 mol L-1 H2SO4) στον ηλεκτροχημικό σταθμό της εταιρείας AMEL 5000 με την μέθοδο της κυκλικής βολταμετρίας (CV), ηλεκτρόδιο περιστρεφόμενου δίσκου (RDE) και την τεχνική χρονοαμπερομετρίας (CA). Στο τέλος κάθε κεφαλαίου συνοψίζονται τα επιστημονικά αποτελέσματα των εξεταζόμενων ηλεκτροκαταλυτών. Ταυτόχρονα, δίνονται κάποιες προοπτικές για περαιτέρω συνέχιση της έρευνας αυτής.
Στο δεύτερο μέρος της διατριβής, γίνεται αναφορά στην ηλεκτρόλυση του νερού, μία από τις πλέον γνωστές μεθόδους παραγωγής υδρογόνου. Η ηλεκτρόλυση του νερού είναι η αντίστροφη διαδικασία της λειτουργίας μιας κυψέλης καυσίμου. Κατά την ηλεκτρόλυση του νερού, το νερό διασπάται στα βασικά στοιχεία, υδρογόνο και οξυγόνο, με την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας που μπορεί να προέλθει από οποιαδήποτε ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Ένα από τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι το υψηλής καθαρότητας υδρογόνο που παράγεται, το οποίο είναι δυνατόν να τροφοδοτήσει απευθείας, χωρίς περαιτέρω καθαρισμό, μια κυψέλη καυσίμου. Τα συστήματα ηλεκτρόλυσης αντιμετωπίζουν, μεταξύ άλλων, το βασικό πρόβλημα που αντιμετωπίζουν και οι κυψέλες καυσίμου: το υψηλό κόστος τους, κυρίως από τη χρήση των πολύτιμων μετάλλων, εμποδίζει την εφαρμογή τους στη βιομηχανία. Στο δεύτερο μέρος της διδακτορικής διατριβής παρουσιάζεται η μελέτη της καταλυτικής ενεργότητας και της σταθερότητας ηλεκτροκαταλυτών μηδενικής περιεκτικότητας σε πλατίνα, για την αντίδραση σχηματισμού υδρογόνου (Hydrogen Evolution Reaction) από την ηλεκτρόλυση νερού σε όξινο περιβάλλον.
Ο Επιβλέπων,
Π. Τσιακάρας
Καθηγητής ΤΜΜ
|
| Χώρος: |
Αίθουσα Συνελεύσεων του TMM |
| Link1: |
|
| Link2: |
|
| Photo1: |
|
| Photo2: |
|
| Photo3: |
|
Επιστροφή
|
