| dc.description.abstract | Dette masterprosjektet undersøker flere aspekter av iridium baserte elektro-\\katalysatorer for okygenutviklingsreaksjonen (OER), i proton bytte membraner (PEM) for vannelektrolyse. Med dagens økende fokus på grønn energi, har det aldri vært et så stort behov for produksjon av hydrogen som det er i dag. En stor ulempe med PEM elektrolysøren er lav pH og treg reaksjonshastighet for OER, som krever dyre katalysatorer. Bimetalliske nanokatalysatoerer med kjerne-skall strukturer er derfor interessante å studere på grunn av deres forbedrede kjemiske og/eller mekaniske egenskaper. Med dette, sammen med stort overflateareal per volum for partiklene, er det mulig å oppnå høyere aktivitet per masse katalysator.
Målet med dette prosjektet er derfor å syntetisere bimetalliske kjerne-skall nanokatalysatorer ved kolloidal reduksjon av metalliske salter, med det dyre metallet iridium i skall-formasjon, og det billige metallet nikkel som kjerne. To forskjellige "alt-i-ett"-synteser blir brukt: en stegvis reduksjonsprosedyre av nikkel og iridium, og en co-reduksjonsprosedyre etterfulgt av elektrokjemisk avlegering. Vi undersøker effekten av å variere det molare forholdet mellom nikkel og iridium forløpere, i et forsøk på å kontrollere vekst og oppnå termodynamisk kontrollerte kjerne-skall strukturerer, og vi undersøker de resulterende endringene i katalytisk aktivitet for OER. I tillegg observerer vi effekten av iridiumvekst ved tilsats av surfaktanten tri-n-oktylfosfin (TOP), og effekten det har på OER aktivitet.
I dette prosjektet klarte vi å syntetisere kjerne-skall strukturene via begge syntesemetodene, med en typisk massebestemt aktivitet på 1.98 A g_Ir^(-1) ved η=250 mV. Dette resulterte i en lavere massebestemt aktivitet med de sammenliknede standard rapporterte katalysatoerene (våre prøver var ti ganger så store). Ved å redusere mengde iridium mot nikkel så vi en trend i den stegvis-reduserte syntesen: massespesifikk aktivitet for OER økte. Denne trenden gjaldt ikke for co-reduserte syntesen, og vi konkluderte med at denne metoden er vanskeligere å kontrollere for syntese av segregerte kjerne-skallstrukturer. Tilsats av TOP så ut til å inhibere opptaket av iridium. | |
