See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF5831
ETF5831 (ETF5831) "Nanostruktuursete ja keemiliselt modifitseeritud elektroodide elektrokatalüütilised omadused (1.01.2004−31.12.2007)", Kaido Tammeveski, Tartu Ülikool, Füüsika-keemiateaduskond.
ETF5831
Nanostruktuursete ja keemiliselt modifitseeritud elektroodide elektrokatalüütilised omadused
Electrocatalytic properties of nanostructured and
1.01.2004
31.12.2007
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.11. Keemia ja keemiatehnikaT411 Radiofarmaatsiatehnoloogia 2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).100,0
AsutusRollPeriood
Tartu Ülikool, Füüsika-keemiateaduskondkoordinaator01.01.2004−31.12.2007
PerioodSumma
01.01.2006−31.12.2006100 800,00 EEK (6 442,29 EUR)
01.01.2004−31.12.2004100 000,00 EEK (6 391,16 EUR)
01.01.2005−31.12.200598 823,53 EEK (6 315,97 EUR)
01.01.2007−31.12.2007100 800,00 EEK (6 442,29 EUR)
25 591,71 EUR

Nanostruktuursete elektroodide alal on plaanis uurida kahte süsteemi: väärismetallist nanoosakesi süsinikalusel ning õhukesi väärismetallkilesid erinevatel alusmaterjalidel. Selle uurimistöö põhiliseks eesmärgiks on selgitada nanostruktuursete materjalide elektrokatalüütiliste omaduste sõltuvust katalüsaatori mõõtmetest (osakese suurus või õhukese kile paksus). Selline teema püstitus tuleneb ühelt poolt vajadusest uurida elektrokatalüütiliste protsesside fundamentaalseid aluseid ja teiselt poolt vajadusest hoida kokku kallihinnalist katalüsaatorimaterjali praktilistes süsteemides (kütuse-elementides). Testitavaks katalüütiliseks protsessiks on hapniku elektrokeemiline redutseerumine, mis väärismetallkatalüsaatoritel on struktuurist sõltuv reaktsioon. Uuritakse hapniku redutseerumise mehhanismi ning määratakse kineetilised parameetrid sellele reaktsioonile. Süsinikelektroodide keemilisel modifitseerimisel on kavas kasutada diasooniumisoola katoodse redutseerumise ning karboksüülhappe anoodse oksüdeerumise meetodeid. Sünteesitakse erinevate kinoonide diasooniumisoolad ja vastavad karboksüülhapped ning uuritakse kinoonidega modifitseeritud süsinikelektroodide elektrokatalüütilisi omadusi. Alusmaterjalina kasutatakse klaassüsinikku, pürolüütilist grafiiti jt süsinikmaterjale. Erinevalt enamikust väärismetallelektroodidest, mis katalüüsivad hapniku neljaelektronilist redutseerumist, kulgeb kinoonidega modifitseeritud elektroodidel kaheelektroniline protsess, mille lõppsaaduseks on vesinikperoksiid. Eesmärgiks on leida selline kinooni derivaat, mis oleks kõrge katalüütilise aktiivsusega ja keemiliselt stabiilne ning sobiks kasutamiseks vesinikperoksiidi elektrokeemilisel genereerimisel. Elektrokeemilised mõõtmised viiakse läbi pöörleva ketaselektroodi ning pöörlev ketaselektrood rõngaga meetoditel. Nanostruktuursete materjalide struktuuri ja morfoloogia uurimiseks kasutatakse röntgendifraktsiooni ja aatomjõumikroskoopi.
Two types of nanostructured electrodes will be investigated in this project; noble metal nanoparticles on carbon substrates and thin noble metal films on various support materials. The major objective of this research is to elucidate the size effect of nanostructured catalysts on their electrocatalytic properties. This research topic has been chosen in order to gain some fundamental knowledge about the electrocatalytic processes and there is a need to save the costly noble metals in practical systems (fuel cells). The catalytic reaction to be tested is the oxygen reduction reaction (ORR) which is a structure-sensitive reaction on noble metal catalysts. The mechanism and kinetics of the ORR will be studied and the kinetic parameters of the ORR will be determined. The diazonium salt reduction method and the anodic oxidation of carboxylic acids will be used for the chemical modification of carbon electrodes. The diazonium salts of various quinones and the carboxylic acids of the quinones will be synthesized and the electrocatalytic properties of quinone-modified carbon electrodes will be studied. Glassy carbon, pyrolytic graphite and other carbon materials will be used as supports. In contrast with the most noble metal electrodes which catalyse the four-electron reduction of oxygen, the two-electron reduction proceeds on quinone-modified electrodes yielding hudrogen peroxide as the final product. The purpose of this part of research is to find such a quinone derivative which shows high electrocatalytic activity for oxygen reduction, is chemically stable and suitable for application in the electrochemical generation of hydrogen peroxide. Electrochemical measurements will be performed using the rotating disk electrode and rotating ring-disk electrode techniques. The structure and morphology of nanostructured materials will be examined by X-ray diffraction and atomic force microscopy.