Streszczenie projektu

Projekt i jego cele są ważnym wkładem w rozwiązanie ogólnoświatowego problemu środowiskowego. Wydajna elektroliza wody jest powszechnie postrzegana jako sposób na akumulację nadmiaru energii, która może być produkowana przez niektóre źródła odnawialne, takie jak fotowoltaika. Nadmiar ten mógłby zasilić proces elektrolizy, w wyniku którego powstaje wodór, czyli paliwo o największej gęstości energii na jednostkę objętości. Koncepcja ta jest zgodna z perspektywami gospodarki wodorowej. Kluczowym elementem dla elektrolizy wody jest wydajna konstrukcja elektrody, która umożliwia niski podział potencjału przy jednoczesnej wysokiej trwałości. Kolejną kluczową kwestią jest eliminacja platyny z produkcji elektrod. Celem Projektu jest synteza takich materiałów elektrodowych i praktyczna weryfikacja ich właściwości aplikacyjnych. Głównym celem jest otrzymanie katalizatorów, czyli grafenu o strukturze 3D wzbogaconej w heteroatomy, tlenki metali i tlenki metali typu perowskit. Kluczową innowacją jest sama synteza nowych materiałów elektrodowych wolnych od metali szlachetnych. Katalizatory najbardziej obiecujące z punktu widzenia rozszczepiania wody zostaną rozpoznane i szczegółowo opisane na podstawie analiz fizykochemicznych. Strategia syntezy zostanie ustalona z uwzględnieniem dużej zmienności tlenków metali, domieszek heteroatomowych i tlenków metali typu perowskit. Stan chemiczny atomów zostanie zbadany i scharakteryzowany, aby umożliwić wybór najskuteczniejszych katalizatorów reakcji wydzielania tlenu i reakcji wydzielania wodoru. Uzyskamy w ten sposób precyzyjne określenie typów miejsc katalizatora, co będzie szczególnie istotne przy interpretacji pomiarów elektrochemicznych. Ważnym krokiem jest określenie związku morfologii i składu pierwiastkowego z aktywnością elektrochemiczną i fotoelektrochemiczną materiałów (rozszczepianie wody), a także ich aktywnością reakcji wydzielania wodoru w kontakcie z wodnymi elektrolitami.