[lic] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM

Permanent URI for this collectionhttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/26

Browse

Browsing [lic] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM by Subject "alkoholien hapettuminen"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 1 of 1
  • Electrocatalysis of organic molecules on platinum catalysts surfaces: from the fundamentals to the polymer electrolyte fuel cell applications
    (2009) Santasalo, Annukka
     Kemian ja materiaalitieteiden tiedekunta | Licentiate thesis
    Orgaanisia polttoaineita käyttäviä polymeerielektrolyyttipolttokennoja (PEPK) voidaan käyttää energianlähteinä pienissä, kannettavissa sovellutuksissa korkeiden tehotiheyksiensä vuoksi. Nestemäiset polttoaineet kuten alkoholit ovat kiinnostavia polttoaineita kuluttajasovellutuksiin, koska ne ovat turvallisempia ja helpompia käyttää kuin kaasumaiset polttoaineet. Vaikka orgaanisia polttoainevaihtoehtoja on tutkittu jo vuosikymmeniä, niiden adsorptiota ja hapettumista platinakatalyyttien pinnalla ei vielä tunneta kunnolla, mikä on edellytyksenä käytännön sovellusten suunnittelussa. Työn kirjallisessa osassa käsitellään orgaanisten molekyylien elektrokatalyysiä eli niiden adsorboitumista sekä hapettumista erilaisille platinakatalyyttipinnoille. Näihin ilmiöihin vaikuttavat erityisesti valittu elektrodimateriaali, liuoksissa olevat ionit ja molekyylit sekä elektrodin potentiaali, joiden matemaattisia tarkasteluja voidaan käyttää hyväksi arvioitaessa elektrodimateriaalin soveltuvuutta tietyn orgaanisen aineen elektrokatalyysiin. Kokeellinen osa koostuu kahdesta julkaistusta artikkelista sekä lisämittauksista yksikide-elektrodeilla. Ensimmäisessä artikkelissa on tutkittu erilaisten orgaanisten, pienimolekyylimassaisten komponenttien kulkeutumista paljon käytetyn Nafion 115 membraanin läpi ajan funktiona sekä näiden polttoaineiden suorituskykyä PEPK:ssa. Metanoli pienikokoisimpana, varautumattomana molekyylinä kulkeutui nopeitten tutkitun membraanin läpi, mutta sillä saatiin korkeimmat virrantiheydet platina-ruteniumkatalysoidussa polttokennossa. Vaikka muut molekyylit eivät saavuttaneet metanolin kaltaisia virrantiheyksiä, isopropanolilla saavutettiin metanolia huomattavasti korkeampi avoimen virtapiirin jännite. Toisessa julkaisussa on näiden tulosten pohjalta tutkittu metanolin, isopropanolin sekä niiden muodostaman seoksen hapettumista elektrodeilla, joiden pinta-atomit ovat järjestäytyneet yhden kiderakenteen mukaisesti. Korkeimmat virrantiheydet alkoholiseokselle kummassakin happamassa elektrolyytissä saatiin Pt(111) kidepinnalla, joten lisämittauksia suoritettiin elektrodeilla, joilla oli Pt(111) suuntautuneet terassit sekä Pt(100) tai Pt(110) suuntautuneet askelmat. Tämän lisäksi 2- propanolin sekä alkoholiseoksen hapettumistuotteita tutkittiin infrapunaspektroskopialla, jolla havaittiin että molemmat puhtaat alkoholit alkoholiseoksesta sekä adsorboituvat että hapettuvat Pt(111) pinnalla. Valitettavasti selvyyttä siihen miten alkoholiseos edesauttaa isopropanolin hapettumista, ei näillä mittausmenetelmillä saatu.