Název: Elektrochemické studium nových materiálů pro aplikace přeměny energie
Překlad názvu: Electrochemical study of novel materials for energy conversion application
Autoři: Novčić, Katarina ; Rees, Neil (oponent) ; Kim, Daewoo (oponent) ; Pumera, Martin (vedoucí práce)
Typ dokumentu: Disertační práce
Rok: 2024
Jazyk: eng
Nakladatel: Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT
Abstrakt: [eng] [cze]
Slibnou alternativou k řešení současné energetické a environmentální krize spočívá v využití elektrochemického rozkladu vody pomocí reakce na vývoj vodíku (HER). Proto existuje naléhavá potřeba zkoumat a vyvíjet nové elektrokatalyzátory pro aplikaci přeměny energie a HER jako součást tohoto procesu. Různé nové materiály se ukázaly jako slibní elektrokatalyzátory pro HER. Mezi nimi mají dvourozměrné (2D) materiály, jako jsou dichalkogenidy přechodových kovů (TMD), MAX fáze a MXeny, velkou pozornost díky svým slibným elektrochemickým vlastnostem. Navíc tisk ve 3D otevřel cestu k rychlému prototypování a výrobě elektrodových zařízení, a jejich kombinace s různými 2D materiály zůstává výzvou. Tato práce se zabývá elektrochemickým studiem různých nových materiálů pro aplikace přeměny energie a čisté výroby vodíku. Představuje studium makroskopické a mikroskopické elektrochemické výkonnosti upravených 3D-tisknutých nanouhlíkových elektrod a elektrokatalyzátorů TMD, MAX fáze a MXen. Makroskopická elektrochemická aktivita je studována tradičními technikami, jako je voltametrie, poskytující informace o průměrném elektrochemickém výkonu materiálů. Kromě toho je jejich mikroskopická elektrochemická aktivita prováděna skenovací elektrochemickou mikroskopií (SECM), která poskytuje vhled do místních rozdílů v elektrochemické aktivitě materiálů a informace o distribuci a rovnoměrnosti HER aktivních míst na površích materiálů. Tato práce má široké důsledky pro obecné porozumění elektrokatalytickému výkonu nových 2D materiálů, což je důležité pro jejich budoucí vývoj jako elektrokatalyzátorů. A promising alternative to resolve the current energy and environmental crisis lies in the utilization of electrochemical water splitting via hydrogen evolution reaction (HER). Therefore, there is urgency for investigation and development of new electrocatalysts for the energy conversion application. Different novel materials have been promising electrocatalysts for the HER. Among them, two-dimensional (2D) materials such as transition metal dichalcogenides (TMDs), MAX phases and MXenes have drawn much attention due to their distinctive electrochemical properties. Even though 3D-printing opened the way for the fast prototyping and manufacturing of electrode devices, their merging with different 2D materials still remains challenging. This Thesis deals with the electrochemical study of different novel materials for energy conversion applications and clean hydrogen production. It represents a study on the macroscopic and microscopic electrochemical performance of modified 3D-printed nanocarbon electrodes and TMDs, MAX phase, and MXene electrocatalysts. The macroscopic electrochemical activity is examined by traditional techniques such as voltammetry, providing information about the average electrochemical performance of the materials. Additionally, their microscopic electrochemical activity is performed by scanning electrochemical microscopy (SECM), which gives an insight into the local differences in the materials' electrochemical activity and provides information about the distribution and uniformity of the HER active sites on the material surfaces. This Thesis has broad implications for the general understanding of the electrocatalytic performance of novel 2D materials, which is important for their future development as electrocatalysts.
Klíčová slova: 2D materials; 3D-printing; energy conversion; hydrogen evolution reaction; MAX phases; MXenes; scanning electrochemical microscopy; TMDs; 2D materiály; 3D tisk; MAX fáze; MXeny; přeměna energie; reakce vývoje vodíku; skenovací elektrochemická mikroskopie; TMD

Instituce: Vysoké učení technické v Brně (web)
Informace o dostupnosti dokumentu: Plný text je dostupný v Digitální knihovně VUT.
Původní záznam: https://hdl.handle.net/11012/249179

Trvalý odkaz NUŠL: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-620438


Záznam je zařazen do těchto sbírek:
Školství > Veřejné vysoké školy > Vysoké učení technické v Brně
Vysokoškolské kvalifikační práce > Disertační práce