03. septembril kell 10.15 kaitseb Silver Juvanen keemia erialal doktoritööd „Non-precious metal catalysts based on biomass-derived carbon for electrocatalytic applications“ („Biomassist saadud süsinikul põhinevad mitteväärismetallkatalüsaatorid elektrokatalüütilisteks rakendusteks“).
Juhendajad:
kaasprofessor Ave Sarapuu, TÜ keemia instituut
professor Kaido Tammeveski, TÜ keemia instituut
Oponent:
Dr. Dulce M. Morales, Engineering and Technology Institute Groningen (ENTEG), University of Groningen, The Netherlands
Kokkuvõte:
Tuule- ja päikeseenergia tootmise kasv ja katkendlik iseloom on toonud kaasa vajaduse tõhusate energia salvestamise ja muundamise tehnoloogiate järele, mille abil saaks tasandada elektri tootmise ja tarbimise vahelist ebakõla ning vältida suuri hinnakõikumisi. Lühiajaliseks energia salvestamiseks on otstarbekas kasutada akusid ning tsink-õhk-akud on paljulubav tehnoloogia, kuna need akud on liitiumakudega võrreldes odavamad ja ohutumad. Pikemaajaliseks energia salvestamiseks on võimalik taastuvenergiast elektrolüüsi teel toota vesinikku, mida saab seejärel kasutada kütuseelementides elektrienergia tootmiseks. Prootonivahetusmembraaniga kütuseelemendid on tänapäeval juba kasutusel, kuid viimased kümme aastat on palju tähelepanu pööratud ka anioonivahetusmembraaniga kütuseelementide arendamisele. Nii madalatemperatuursete kütuseelementide kui ka tsink-õhk akude laialdast kasutuselevõttu pärsib vajadus kasutada neis kalleid väärismetalle sisaldavaid katalüsaatoreid. Selle doktoritöö eesmärk oli arendada aktiivseid väärismetallivabu hapniku redutseerumise ja eraldumise elektrokatalüsaatoreid, mida saaks kasutada anioonivahetusmembraaniga kütuseelementide katoodimaterjalina ja tsink-õhk-aku õhuelektroodidel. Nanostruktuursetel süsinikmaterjalidel põhinevad katalüsaatorid sünteesiti, kasutades lähteainena glükoosi ja rapsikooki, ning neid iseloomustati põhjalikult nii elektrokeemiliste kui ka füüsikalis-keemiliste meetoditega. Doktoritöös saadud tulemused näitavad, et biomassist on võimalik valmistada väga aktiivseid hapniku redutseerumisreaktsiooni elektrokatalüsaatoreid, mis toimivad hästi nii anioonivahetusmembraaniga kütuseelemendi kui ka tsink-õhk-aku rakendustes.
