03. septembril kell 14.15 kaitseb Rohit Kumar keemia erialal doktoritööd „ZIF-8-derived M-N-C electrocatalysts for oxygen reduction reaction in AEMFC and MFC devices“ („ZIF-8 põhised M-N-C elektrokatalüsaatorid hapniku redutseerumisreaktsiooniks AEMFC ja MFC seadmetes“).
Juhendajad:
professor Kaido Tammeveski, TÜ keemia instituut
teadur Marek Mooste, TÜ keemia instituut
teadur Ivar Zekker, TÜ keemia instituut
Oponent:
Prof. Barbara Mecheri, Department of Chemical Science and Technologies, University of Rome Tor Vergata, Italy
Kokkuvõte:
Kasvava ülemaailmse energianõudlusega on kaasnenud vajadus üha enam vähendada fossiilkütuste kasutamist energia tootmiseks. Pikaajalise energiajulgeoleku ja dekarboniseerimise tagamiseks vajab maailm kiiremas korras efektiivseid energiamuundureid, nagu näiteks vesinikkütuseelemente, mis kasutavad kütusena vesinikku ja oksüdeerijana hapnikku. Siiski takistab kütuseelementide, eriti anioonivahetusmembraaniga kütuseelementide (AEMFC), kommertsialiseerimist hapniku redutseerumisreaktsiooni (ORR) aeglane kineetika. Hoolimata mitmetest uuendustest kütuseelementide disainis, on jäänud nende laialdasem levik ikkagi oodatust aeglasemaks. Seetõttu oli käesoleva doktoritöö eesmärk disainida metall-orgaanilistest võrgustikest valmistatud süsinikupõhiseid katalüsaatorid, mis suudaksid asendada kalleid plaatinapõhiseid analooge. Valmistatud materjalide struktuuri, poorsuse ja hapniku redutseerumise elektrokatalüüsi efektiivsuse uurimiseks kasutati füüsikalis-keemilisi ja elektrokeemilisi meetodeid. Valmistatud siirdemetallidega dopeeritud süsinikmaterjalidel põhinevad katoodid parandasid märkimisväärselt AEMFC ja mikroobse kütuseelemendi (MFC) jõudlust. Parima katalüsaatormaterjaliga saavutati AEMFC testis silmapaistev võimsustihedus >1 W cm⁻², tõestades, et plaatinavaba katoodkatalüsaatoriga töötava kõrge efektiivsusega AEMFC seadme valmistamine on täiesti teostatav. Seega pakub käesolev doktoritöö perspektiivset võimalust kallihinnalisest plaatinast sõltuvuse ületamiseks, tagades kättesaadava elektrokeemilise energiamuundamise tehnoloogia, mis suudaks täita igapäevaelu energianõudmisi.
