RUB » Bibliotheksportal

Anna Katharina Schuppert

• Fuel cells are prospective candidates to convert chemical energy (e.g. stored in hydrogen from renewable energies) back into usable electrical energy. The limiting reaction of this system is however the oxygen reduction reaction. The optimization of the performance of the catalysts for this reaction is therefore necessary in order to enable the commercial utilization of fuel cells for daily use. In the present work an electrochemical scanning flow cell was used to systematically characterize various electrocatalysts. This includes the screening of Pt-Cu thin-film alloys concerning the composition-dependent development of activity and stability. For this alloy-system further the potential-dependent dissolution mechanisms were studied in more detail. Additionally, the particle-size dependent properties of carbon-supported platinum nanoparticles were analyzed. The results of this work indicate trends for the design of new catalysts in the future.
• Brennstoffzellen sind aussichtsreiche Kandidaten um chemisch gespeicherte Energie (z.B. Wasserstoff aus erneuerbaren Energien) wieder in nutzbare elektrische Energie umzuwandeln. Die limitierende Reaktion ist dabei die Sauerstoffreduktion. Die Optimierung der Katalysatoren dieser Reaktion ist notwendig um Brennstoffzellen für den alltäglichen Gebrauch verfügbar zu machen. In der vorliegenden Arbeit wurde eine elektrochemische Durchflusszelle verwendet um Elektrokatalysatoren systematisch zu charakterisieren. Dazu zählt das Screenen von Pt-Cu Dünnschichten hinsichtlich der Entwicklung von Aktivität und Stabilität in Abhängigkeit der Materialzusammensetzung. Für dieses Legierungssystem wurden außerdem die potentialabhängigen Auflösungsmechanismen genauer untersucht. Weiterhin wurden die partikelgrößenabhängigen Eigenschaften von kohlenstoffgeträgerten Platin Nanopartikeln analysiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern Trends für die Entwicklung neuer Katalysatoren in der Zukunft.