Ferroelastiske oksid-keramer - Institutt for materialteknologi - NTNU
Ferroelastiske oksid-keramer - Institutt for materialteknologi - NTNU
Ferroelastiske oksid-keramer - Institutt for materialteknologi - NTNU
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
massetransportkontroll <strong>for</strong>årsaket av <strong>for</strong> eksempel vann i væske<strong>for</strong>m eller på grunn avbegrenset diffusivitet av reaksjonsgasser (på grunn av den lave temperaturen). Dette hartvunget brenselcellefabrikanter til å bruke bipolare plater med lange serpentinkanaler hvor ethøyt trykkfall tvinger vann ut av kanalene. Ulempen med serpentinkanaler er den ujevnestrøm<strong>for</strong>delingen siden gassene vil være rike ved innløpet og utarmet ved utløpet. For PBIbrenselceller som opererer med temperaturer opp til 200 °C vil massetransportproblemenevære betydelig redusert og en kan tenke seg en hel annen geometri på de bipolare platene medstørre skulderbredde og økende antall parallelle kanaler.I denne oppgaven ønsker man å finne optimale bipolare plater <strong>for</strong> PBI brenselceller med enoperativ temperatur på 170 °C ved bruk av modellering i FEMLAB.Oppgave 4.7Faglærer:Ressurspersoner:Elektrokjemisk <strong>oksid</strong>asjon av metanolProfessor Svein SundeProfessor Reidar Tunold, PhD Mikhail Tsypkin, PhD FrodeSelandBakgrunnIntroduksjon av brenselceller i det kommersielle markedet <strong>for</strong>drer utbygging/tilrettelegging avan infrastruktur <strong>for</strong> drivstoff. Ideelt sett bør man benytte hydrogen som drivstoff. Dette <strong>for</strong>dikinetikken <strong>for</strong> <strong>oksid</strong>asjon av hydrogen er rask, noe som gir en høy energivirkningsgrad. Itillegg er det <strong>for</strong>delaktig at kun vann som produseres i prosessen. Imidlertid vil det væreknyttet store kostnader til utbygging av en hydrogen infrastruktur i Norge, spesielt så lenge viikke har en utbygd infrastruktur <strong>for</strong> naturgass.En mulighet kan der<strong>for</strong> være å benytte metanol som hydrogenbærer. Metanol re<strong>for</strong>meresombord i bilen/bussen (CH 3 OH + H 2 O = CO 2 + 3 H 2 ) til en hydrogenrik gass som fødes innpå cellen. Alternativt kan metanol <strong>oksid</strong>eres elektrokjemisk på elektrodeoverflaten i følgereaksjonen: CH 3 OH + H 2 O = 6H + + 6e - + CO 2 . Hastigheten <strong>for</strong> denne prosessen er vesentliglavere enn <strong>for</strong> <strong>oksid</strong>asjon av hydrogen. Et av målene innen utviklingen avdirektemetanolbrenselceller er å utvikle elektrokatalysatorer med høy aktivitet <strong>for</strong> <strong>oksid</strong>asjonav metanol. Blant annet er det funnet ut at katalysatorer som består Pt-Ru legeringer harhøyere aktivitet enn ren Pt. Tilsvarende har mange andre binære og ternære legeringer høyereaktivitet enn ren Pt.I denne oppgaven skal man studere <strong>oksid</strong>asjonen av metanol ved hjelp av ulikeelektrokjemiske målemetoder. Man skal syntetisere <strong>for</strong>skjellige typer platinabaserteelektrokatalysatorer på gullsubstrat (primært platina og rutenium avsetninger på gull), elleravsetning direkte på platina (rutenium avsetning på platina) og studere de elektrokatalytiskeegenskapene <strong>for</strong> disse katalysatorene med hensyn på metanol <strong>oksid</strong>asjon. I tillegg til kjøringav tradisjonelle elektrokjemiske målemetoder som syklisk voltammetri og kronoamperometrivil det være aktuelt med utførelse av mer utradisjonelle mekanistiske <strong>for</strong>søk på enelektrokjemisk kvartskrystallvekt (EQCN) samt ulike <strong>for</strong>søk på en roterende ring diskapparatur og elektrokjemisk impedans spektroskopi.Oppgaven inkluderer:• Litteraturundersøkelser• Produksjon av katalysatorer, <strong>for</strong>trinnsvis Pt-Ru.Rev. 1 20