Ferroelastiske oksid-keramer - Institutt for materialteknologi - NTNU

massetransportkontroll forårsaket av for eksempel vann i væskeform 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 ujevnestrømfordelingen 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 for PBI brenselceller med enoperativ temperatur på 170 °C ved bruk av modellering i FEMLAB.Oppgave 4.7Faglærer:Ressurspersoner:Elektrokjemisk oksidasjon av metanolProfessor Svein SundeProfessor Reidar Tunold, PhD Mikhail Tsypkin, PhD FrodeSelandBakgrunnIntroduksjon av brenselceller i det kommersielle markedet fordrer utbygging/tilrettelegging avan infrastruktur for drivstoff. Ideelt sett bør man benytte hydrogen som drivstoff. Dette fordikinetikken for oksidasjon av hydrogen er rask, noe som gir en høy energivirkningsgrad. Itillegg er det fordelaktig 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 for naturgass.En mulighet kan derfor være å benytte metanol som hydrogenbærer. Metanol reformeresombord 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 oksideres elektrokjemisk på elektrodeoverflaten i følgereaksjonen: CH 3 OH + H 2 O = 6H + + 6e - + CO 2 . Hastigheten for denne prosessen er vesentliglavere enn for oksidasjon av hydrogen. Et av målene innen utviklingen avdirektemetanolbrenselceller er å utvikle elektrokatalysatorer med høy aktivitet for oksidasjonav 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 oksidasjonen av metanol ved hjelp av ulikeelektrokjemiske målemetoder. Man skal syntetisere forskjellige typer platinabaserteelektrokatalysatorer på gullsubstrat (primært platina og rutenium avsetninger på gull), elleravsetning direkte på platina (rutenium avsetning på platina) og studere de elektrokatalytiskeegenskapene for disse katalysatorene med hensyn på metanol oksidasjon. I tillegg til kjøringav tradisjonelle elektrokjemiske målemetoder som syklisk voltammetri og kronoamperometrivil det være aktuelt med utførelse av mer utradisjonelle mekanistiske forsøk på enelektrokjemisk kvartskrystallvekt (EQCN) samt ulike forsøk på en roterende ring diskapparatur og elektrokjemisk impedans spektroskopi.Oppgaven inkluderer:• Litteraturundersøkelser• Produksjon av katalysatorer, fortrinnsvis Pt-Ru.Rev. 1 20