Browsing by Author "Kisand, Kaarel"

Now showing 1 - 3 of 3

Hapniku elektrokeemiline redutseerumine 5-metüülresortsinoolist valmistatud rauda ja koobaltit sisaldavatel lämmastikuga dopeeritud süsinikkatalüsaatoritel
(Tartu Ülikool, 2020) Kisand, Kaarel; Sarapuu, Ave; Tammeveski, Kaido; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
Rauda ja koobaltit sisaldavad lämmastikuga dopeeritud süsinikmaterjalid valmistati 5-metüülresortsinoolist, vastavate metallide sooladest ja ditsüaandiamiidist. O2 redutseerumisreaktsiooni aktiivsuse uurimiseks aluselises keskkonnas kasutati pöörleva ketaselektroodi meetodit. Uuriti katalüsaatorite pinnamorfoloogiat, struktuuri, poorsust, ja elementkoostist ning seostati seda nende elektrokatalüütilise aktiivsusega. Happes töödeldud bimetalliline katalüsaator oli kommertsiaalse plaatinakatalüsaatoriga võrreldava aktiivsusega. Kõik katalüsaatorid olid stabiilsed lühiajalisel potentsiaali tsükleerimisel. Bimetallilise katalüsaatoriga saadi anioonvahetusmembraaniga kütuseelemendis märkimisväärne võimsustihedus.
Hapniku elektroredutseerumine 5-metüülresortsinoolist valmistatud lämmastikuga dopeeritud süsiniknanomaterjalidel
(Tartu Ülikool, 2017) Kisand, Kaarel; Sarapuu, Ave; Tammeveski, Kaido; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Keemia instituut
Antud töö eesmärgiks oli uurida erineva struktuuriga lämmastikku ja siirdemetalle sisaldavate süsiniknanomaterjalide elektrokatalüütilisi omadusi hapniku redutseerumisreaktsioonis aluselises ja happelises keskkonnas. Sfäärilise ja ebakorrapärase struktuuriga süsinikmaterjalid valmistati pürolüüsil lähtudes 5-metüülresortsinool-formaldehüüdvaigu nanosfääridest. Hapniku redutseerumisreaktsiooni mehhanismi ja aktiivsuse uurimiseks kasutati pöörleva ketaselektroodi meetodit. Selgus, et süsiniknanomaterjalide elektrokatalüütilised omadused paranesid lämmastikuga dopeerides ning kõige aktiivsemad katalüsaatorid olid dopeeritud lämmastiku ja koobaltiga. Materjalide elektrokatalüütilist aktiivsust seostati nende pinna morfoloogia ja koostisega.
Resorcinol-derived carbon-based catalysts for polymer electrolyte fuel cell cathodes
(2024-07-11) Kisand, Kaarel; Sarapuu, Ave, juhendaja; Tammeveski, Kaido, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Euroopa Komisjoni ettepanek vesiniku kasutuselevõtuks on kiirendanud vesinikutehnoloogiate arengut, et liikuda jätkusuutlike energialahenduste poole. Polümeerelektrolüüt- kütuseelemendid, mis kasutavad kütusena vesinikku, on sobivaks energiaallikaks erinevate rakenduste jaoks, sealhulgas autotööstuses, merenduses ja varutoitena. Hoolimata edusammudest kütuseelemendi tehnoloogias on nende kasutuselevõtt võrreldes akudega olnud aeglasem, mille üheks põhjuseks on kütuseelementides katalüsaatorina kasutatava plaatina nappus ja kõrge hind. Probleemi lahendamiseks keskendub käesolev doktoritöö väärismetallivabade hapniku redutseerumisreaktsiooni elektrokatalüsaatorite arendamisele kütuseelemendi katoodi jaoks. Töö eesmärk on töötada välja sünteesimeetodeid katalüsaatorite valmistamiseks pürolüüsi teel, kasutades süsiniku lähteainena alküülresortsinoole. Varieeriti sünteesitingimusi ja optimeeriti lähteainete suhteid, et saavutada kõrgeim hapniku redutseerumise elektrokatalüütiline aktiivsus. Lisaks uuriti süsinikmaterjali poorse struktuuri mõju kütuselemendi jõudlusele, kasutades sünteesiprotsessis magneesiumipõhiseid matriitse. Katalüsaatoreid iseloomustati põhjalikult füüsikalis-keemiliste meetoditega, et mõista nende struktuuri ja elektrokatalüütilise aktiivsuse vahelisi seoseid. Katalüsaatorite elektrokeemilist aktiivsust testiti pöörleva ketaselektroodi või pöörleva rõngas-ketaselektroodi meetodil ning sünteesitud materjale kasutati katoodkatalüsaatoritena nii anioonivahetusmembraaniga kui ka prootonivahetusmembraaniga kütuseelementides. See doktoritöö püüab lahendada plaatina nappusega seonduvat probleemi, arendades väärismetallivabasid katalüsaatoreid, mis võimaldaksid kütuseelementide laiemat kasutuselevõttu.