Abstract
Το φαινόμενο της Μη-Φαρανταϊκής Ηλεκτροχημικής Τροποποίησης της Καταλυτικής Ενεργότητας (Non-Faradaic Electrochemical Modification of Catalytic Activity, NEMCA effect) ή της Ηλεκτροχημικής Ενίσχυσης της Κατάλυσης (Electrochemical Promotion of Catalysis, EPOC) αναφέρεται στην αντιστρεπτή μεταβολή της καταλυτικής ενεργότητας και εκλεκτικότητας καταλυτικών υμενίων εναποτεθειμένων σε στερεούς ηλεκτρολύτες, η οποία προκαλείται από την επιβολή σταθερού ρεύματος ή δυναμικού μεταξύ του καταλυτικού υμενίου και ενός δεύτερου υμενίου (βοηθητικό ηλεκτρόδιο) το οποίο είναι επίσης εναποτεθειμένο στον στερεό ηλεκτρολύτη. Το φαινόμενο ανακαλύφθηκε την δεκαετία του 1980, και έκτοτε έχει μελετηθεί για πλήθος καταλυτικών συστημάτων. Η επίδραση του φαινομένου έχει επιβεβαιωθεί για διάφορους μεταλλικούς καταλύτες, εναποτεθειμένων σε διάφορους ηλεκτρολύτες, και για διαφορετικά είδη καταλυτικών αντιδράσεων. Για την διερεύνηση του μηχανισμού του φαινομένου της ηλεκτροχημικής ενίσχυσης, έχουν χρησιμοποιηθεί πολλές πειραματικές τεχνικές. Αποδείχθηκε πως οι μεταβολές στην καταλυτική ενεργότητα και εκλεκτικότητα οφείλονται στην μετακίνηση προωθητικών (promoting) ειδών από τον στερεό ηλεκτρολύτη προς την καταλυτική διεπιφάνεια μετάλλου/αερίου, η οποία λαμβάνει χώρα ως αποτέλεσμα της επιβολής ρεύματος ή δυναμικού. Τα προωθητικά αυτά ιοντικά είδη, μαζί με το αντισταθμιστικό φορτίο τους στο μέταλλο, σχηματίζουν επιφανειακά δίπολα και καταλαμβάνουν θέσεις σε ολόκληρη την καταλυτική επιφάνεια δημιουργώντας μια αποτελεσματική ηλεκτροχημική διπλοστοιβάδα, η οποία επηρεάζει την ισχύ των δεσμών και συνεπώς την καταλυτική ενεργότητα των ροφημένων αντιδρώντων μορίων και ενδιαμέσων προϊόντων. Οι κυψέλες καυσίμου είναι ηλεκτροχημικές διατάξεις οι οποίες επιτρέπουν την απευθείας μετατροπή της ελεύθερης χημικής ενέργειας ενός καυσίμου σε ηλεκτρική. Η λειτουργία τους βασίζεται σε μία αντίδραση οξείδωσης ενός καυσίμου, η οποία λαμβάνει χώρα στην άνοδο, και σε μία αντίδραση αναγωγής ενός οξειδωτικού μέσου, η οποία λαμβάνει χώρα στην κάθοδο. Οι κυψέλες καυσίμου πολυμερικής μεμβράνης (ΡΕΜ) χρησιμοποιούν ηλεκτρολύτη αγωγιμότητας Η+, το , με αποτέλεσμα τη σημαντική υποβάθμιση της λειτουργίας της κυψέλης. θερμοκρασιακό εύρος λειτουργίας τους είναι 30-100oC και αποτελούν μία υποσχόμενη τεχνολογία, που βρίσκεται πολύ κοντά στο στάδιο της εμπορευματοποίησης. Το κυριότερο καύσιμο που χρησιμοποιείται στις κυψέλες καυσίμου είναι το Η2, το οποίο παράγεται συνήθως από διεργασίες αναμόρφωσης υδρογονανθράκων ή αλκοολών. Το μονοξείδιο του άνθρακα που παράγεται επίσης κατά την διαδικασία της αναμόρφωσης, αποτελεί ένα σημαντικό άλυτο πρόβλημα στις κυψέλες καυσίμου τύπου ΡΕΜ, καθώς η ρόφησή του στην άνοδο της κυψέλης, παρεμποδίζει τη ρόφηση του Η2 Στην παρούσα εργασία μελετάται η ηλεκτρική απόδοση και η επίδραση της παρουσίας CO στην τροφοδοσία, καθώς επίσης και η ηλεκτροχημική ενίσχυση της οξείδωσης μίγματος αναμόρφωσης μεθανόλης σε ανόδους πλατίνας και χρυσού κυψέλης καυσίμου ΡΕΜ. ...............
Published Version
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call