Koczan Agnieszka
Zakład Dydaktyczny Chemii Nieorganicznej i Analitycznej
Pracownia Elektroanalizy Chemicznej
Hybrydowe układy katalityczne zawierające nanocząstki metali szlachetnych do elektroredukcji CO2
Agnieszka Koczan
Promotor: prof. dr hab. Paweł Kulesza
Opiekun: mgr Anna Wadas
Jakość powietrza to dzisiaj jeden z najistotniejszych problemów cywilizacyjnych, a zabiegi mające na celu jego poprawę stały się kluczowym wyzwaniem XXI wieku. Nadmierna emisja dwutlenku węgla przyczynia się do powstania efektu cieplarnianego, przy czym jego rola w globalnym ociepleniu wciąż wzrasta. Elektroredukcja CO2 prowadzi nie tylko do jego utylizacji ale może też być źródłem związków takich jak CO, HCOOH, HCHO, CH3OH. Wśród gazów cieplarnianych CO2 stanowi istotny problem ze względu na stabilność cząsteczki, dlatego też jej aktywacja w procesie elektroredukcji wymaga użycia katalizatorów o wysokiej aktywności i specyficzności [1,2].
Głównym celem niniejszej pracy było opracowanie nowego układu katalitycznego aktywnego w procesie elektroredukcji CO2. Wyniki badań przedstawiają porównanie materiałów zawierających nanocząstki metali szlachetnych. Jednym z proponowanych układów są nanocząstki platyny z dodatkiem matrycy tlenkowej WO3. Analizie został poddany także katalizator PtRu oraz platyna z elektroosadzaną polianiliną (PANI). Zbadano również wpływ temperatury na proces elektroredukcji CO2. Pomiary zostały przeprowadzone przy użyciu woltamperometrii cyklicznej oraz chronoamperometrii w trzech środowiskach: 0.1M HClO4, K2HPO4/KH2PO4 oraz w 0.1M KHCO3.
Porównując badane układy można wyciągnąć wnioski, iż matryca tlenkowa oraz PANI wpływa na aktywność katalityczną Pt. Proces utleniania produktów elektroredukcji CO2 zaczyna się przy niższych potencjałach dla układów WO3Pt oraz PtPANI, natomiast w układzie bimetalicznym PtRu uzyskano wyższe gęstości prądów w porównaniu do Pt.
Literatura:
[1] D. A. Lowy, M. Jitaru, Electroreduction of Carbon Dioxide, w: K.Y. Chan, C.Y. V. Li (Red), Electrochemically Enabled Sustainability. Devices, Materials and Mechanisms for Energy Conversion, CRC Press (2014)
[2] D. D. Zhu, J. L. Liu, S. Z. Qia, Advanced Materials, 2016, 28, 3423–3452