TiО2 нанотубуларни низови декорисани наночестицама метала платинске групе за примену у електрокатализи

Растућа глобална енергетска и еколошка забринутост, изазвана прекомерном потрошњом традиционалних фосилних горива и прогресивним исцрпљивањем њихових резерви у Земљиној кори, усмерила је истраживачке напоре широм света ка развоју чистих и одрживих уређаја за производњу и конверзију енергије. Водоник се сматра најперспективнијим чистим горивом захваљујући својој високој теоријској енергетској густини и нултој емисији гасова са ефектом стаклене баште. Рад еколошки прихватљивих нискотемпературних горивних ћелија за производњу електричне енергије захтева употребу високочистог водоника, који се може одрживо добијати електролизом воде уз помоћ обновљивих извора енергије, попут соларне или ветроенергије. Да би се постигла висока ефикасност ових технологија заснованих на електрохемијским процесима производње и потрошње водоника, неопходна је примена високоефикасних и дуготрајних електрокаталитичких материјала. Племенити метали из платинске групе (ПГМ: Ру, Рх, Пд, Ос, Ир и Пт) представљају незаменљиве компоненте најсавременијих електрокатализатора захваљујући својој изузетној активности и отпорности на корозију. Међутим, они су ретки и скупи, те је за економску одрживост њихове широке примене од суштинског значаја додатно смањење количине ПГМ у електродама, уз истовремено очување или чак повећање каталитичке активности.
Да би се овај изазов савладао, пројекат има за циљ развој нових, напредних композитних материјала заснованих на анодно формираним, самоуређеним низовима нанотуба ТиО2 (ТНТ), који ће служити као интерактивне потпорне структуре за серију ПГМ-нанокатализатора, конкретно Ос, Рх и Ир. Планирана је примена наше оригиналне, недавно објављене методе галванске замене за ин-ситу декорацију зидова ТНТ нанотуба ПГМ наночестицама. Добијени ПГМ@ТНТ композити биће тестирани као катодни и анодони материјали у електрокаталитичким реакцијама које се одвијају у електролизерима воде и горивним ћелијама. Истраживања ће бити фокусирана на разумевање утицаја синтезних параметара на микроструктурна својства, садржај племенитих метала и електрокаталитичку активност, са циљем рационалног пројектовања ПГМ@ТНТ композитних катализатора оптималних перформанси. Српска страна биће задужена за синтезу и електрохемијску карактеризацију Ос, Рх и Ир@ТНТ композита, док ће немачка страна имати кључну улогу у анализи њихове структуре и хемијског састава.
Општи циљеви предложеног билатералног пројекта јесу јачање успостављеног партнерства, трансфер знања, коришћење инфраструктуре која није доступна у сопственим лабораторијама, као и размена истраживача, узорака и података. Поред научних резултата, планирано је интензивирање научне сарадње између српске и немачке групе, као и подстицање мобилности истраживача и њиховог личног и професионалног развоја кроз заједничке активности.