Syntese og karakterisering av katalysatorer for vannelektrolyse.: Effekt av bærestrukturer og synteseforhold på den katalytiske aktiviteten

Abstract

I denne masteroppgaven ble det syntetisert iridiumbaserte katalysatorer på en bærerstruktur for oksygenutviklingsreaksjonen i en PEM vannelektrolysør, ved hjelp av en polyolmetode. Katalysatorpulverne ble karakterisert ved hjelp av både elektrokjemiske (syklisk voltammetri, polarisasjon og impedans), og fysiske metoder (SEM, TEM, BET, EDS, and XPS). I tillegg ble det konstruert en apparatur for måling av elektronisk ledningsevne, og denne ble benyttet for å sammenlikne den elektroniske ledningsevnen til to ulike bærermaterialer, antimondopet tinnoksid (ATO) og wolframoksid (WO3).Målet for arbeidet var å studere effekten som bruk av bærermaterialer og ulike synteseforhold har på de elektrokatalytiske egenskapene til iridiumbaserte katalysatorer på bærere.Resultatene fra dette arbeidet viser at av de to valgte bærermaterialene så har ATO de mest egnede egenskapene for bruk som bærermateriale i et elektrodesystem, i det at den elektroniske ledningsevnen var mye høyere og det spesifikke overflatearealet var større enn hos WO3. Karakterisering av de syntetiserte katalysatorene på ATO viser elektrokatalytiske egenskaper som er på samme nivå som, eller bedre enn, andre katalysatorer laget til samme formål. Forandringer gjort på synteseforholdene (pH og konsentrasjon av materialer) virket ikke å ha noen effekt av betydning på verken morfologi, partikkelstørrelse eller den katalytiske aktiviteten til katalysatorene.