Sirvi Autor "Palm, Rasmus, juhendaja" järgi

Nüüd näidatakse 1 - 9 9

Ball-milled NaAlH4/carbon black composites for reversible hydrogen storage
(Tartu Ülikool, 2021) Tuul, Kenneth; Palm, Rasmus, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Electrospinning and Subsequent Pyrolysis of ZnCl2-doped Polyacrylonitrile Mats for the Synthesis of Activated Carbon Nanofibers
(Tartu Ülikool, 2023) Möller, Egert; Palm, Rasmus, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Evaluating lithium-ion pouch cells and hydrogen storage materials under extreme conditions using advanced techniques
(Tartu Ülikooli Kirjastus, 2025-07-15) Tuul, Kenneth; Palm, Rasmus, juhendaja; Lust, Enn, juhendaja; Dahn, Jeff R., juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Vene-Ukraina sõjast tingitud energiakriis on ajendanud ELi energiasõltumatuse ja roheenergia suunas, kus viimane on keskne ELi kliimaeesmärkide saavutamiseks. Selle laialdaseks kasutamiseks on vaja töökindlaid ja jätkusuutlikke salvestusmeetodeid. Li-ioonakud eelisteks on kõrge energiatihedus, kasutegur ja väljakujunenud tehnoloogia, kuid nende kitsaskohtadeks on toormaterjalide kättesaadavus, tarneahelate haavatavus ja piiratud sobivus pikaajaliseks salvestuseks. Eluea pikendamine ja töökindlate akude järelturg aitavad olukorda leevendada. Teisalt võimaldab roheenergiast toodetud vesinik pikaajalist salvestust, ehkki praegused tehnoloogiad jäävad alla kasuteguri, hinna ja ohutuse poolest. Antud doktoritöö uurib H2 salvestust naatriumalanaadis (NaAlH₄) ja pikaealisi Li-ioonakusid. Nende karakteriseerimiseks kasutati tavapäraseid laborimeetodeid, kuid võtmeteadmised saadi kõrgtehnoloogiliste meetoditega: neutrondifraktsioon andis infot NaAlH₄ faasisiirete kohta. Ülikõrglahutuskulonomeetria (UHPC) koos kiirendatud kõrgtemperatuurse vanandamisega paljastas akude lagumehhanisme ning võimaldas nende eluea ennustamist. NaAlH₄ lõksustati nanoosakestena poorses süsinikus, mille tulemusel vähenes H2 vabanemise temperatuur 100 °C-ni võrreldes puhta materjali 183 °C-ga. Osaline H2 salvestamine saavutati 150 °C ja 20 bar juures. Täielik pöörduvus jäi piiratuks, mistõttu tulevikus võiks süsinikmaterjali struktuuri peenhäälestada ja lisada katalüsaatoreid. Li-ioonakud kohandati tööks 60–100 °C juures ning pika eluea jaoks, optimeerides elektroodimaterjale ja elektrolüüdi koostist. Pouch-tüüpi akud andsid paljulubavaid tulemusi, kuid selgues, elektrolüüdi solvendid difundeeruvad läbi laminaatpakendi liitekohtade. Silindrilised metallrakud osutusid ajastabiilsemateks. UHPC paljastas Arrheniuse-tüüpi seose mahutavuse kao ja temperatuuri vahel, võimaldades lihtsa mudeliga prognoosida akude mahutavuse vähenemist mitmekümne aasta vältel. Kuigi mudel ei ole kõikehõlmav ega veel valideeritud, võimaldab see pikemate garantiiaegade ja taaskasutuse planeerimiseks.
Mo2C-st sünteesitud süsinike karakteriseerimine gaasisorptsiooni analüüsiga ja vesiniku difusiooni uurimine kvaasielastse neutronhajumise meetodiga
(Tartu Ülikool, 2019) Koppel, Miriam; Härmas, Riinu, juhendaja; Palm, Rasmus, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Füüsika instituut
The mobility of H2 Adsorbed in Mo2C Derived Carbon Materials with Different Porous Structures Studied with Quasi-Elastic Neutron Scattering
(Tartu Ülikool, 2021) Koppel, Miriam; Härmas, Riinu, juhendaja; Palm, Rasmus, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
NaAlH4/süsiniktahm komposiitmaterjalid vesiniku salvestamiseks
(Tartu Ülikool, 2019) Tuul, Kenneth; Palm, Rasmus, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Füüsika instituut
Synthesis, characterisation, and analysis of the time degradation of lithium alanate/carbon black composites
(Tartu Ülikool, 2022) Ramah, Pavle; Palm, Rasmus, juhendaja; Tuul, Kenneth, juhendaja; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
The diffusion of H2 adsorbed in carbide-derived carbons: a quasi-elastic neutron scattering study
(Tartu Ülikooli Kirjastus, 2025-07-08) Koppel, Miriam; Palm, Rasmus, juhendaja; Härmas, Riinu, juhendaja; Lust, Enn, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Vesiniku molekulide liikumine süsinikmaterjalis on oluline nähtus, sest sellel põhinevad energia muundamise seadmed (kütuseelement ja elektrolüüser) ja energia salvestamine vesinikuna süsinikmaterjalis. Nendel rakendustel on erinevad nõudmised süsinikmaterjalide poorsusele ja korrapärale. Poorid on väiksed avad ja tühimikud, mis moodustuvad kaardus grafeenilehtede vahele, millest süsinikmaterjal koosneb. Grafeenilehed omakorda võivad paikneda korrapäraselt nagu raamatud riiulis, aga samas võivad need ka paikneda teineteise suhtes “juhuslikult” nagu hunnikusse kukkunud raamatud. Vesiniku salvestamiseks on vaja üliväikseid poore, mille läbimõõt on umbes 7 Å (ongström) (1 Å = 10⁻¹⁰ m). Elektrolüüserite ja kütuseelementide katalüsaatormaterjalides peavad olema poorid, mille läbimõõt on 20–500 Å, sest need võimaldavad vesinikul liikuda aktiivtsentritesse ja nendest ära. Et töötada välja paremaid materjale nendeks rakendusteks, on oluline uurida ja kirjeldada vesiniku liikuvust erineva poorsuse ja korrapäraga süsinikmaterjalides. Gaaside adsorptsiooni, laianurgalise röntgenhajumise ja kvaasielastse neutronhajumise meetodite tulemused näitavad, et poorid läbimõõduga alla 7 Å suudavad vesinikku nii tugevasti kinni hoida, et vesinik on peaaegu liikumatu. Vesiniku liikuvust mõjutab ka poori seina karedus - karedamate seintega poorid hoiavad vesinikku tugevamalt kinni kui siledamate seintega poorid. Samuti on roll süsinikmaterjalide korrapäral, mida kirjeldab grafeenilehtede arv ühes korrapärases virnas. Seda saab võrrelda raamatute arvuga raamatuvirnas. Tulemustest järeldub, et kui ühes korrapärases virnas on 2–3 grafeenilehte, siis vesinik nende lehtede vahele ei mahu, vaid läheb suurematesse tühimikesse. Seetõttu ei ole vesinik sellises materjalis eriti tugevalt kinni. Kui aga korrapäraseid virnu ei moodustu (raamatud on ebakorrapärases hunnikus), siis vesinik mahub tühimikesse ja jääb tugevalt kinni, mis soodustab vesiniku salvestamist suures koguses. Poorides laiusega üle 7 Å saab eristada kahte vesiniku komponenti – kiiresti ja aeglaselt liikuvat vesinikku. Aeglaselt liikuv ehk tugevalt kinniolev vesinik võib olla kahjulik näiteks katalüsaatormaterjalides, kus on oluline, et vesinik saaks kiirelt liikuda aktiivtsentritesse ja sealt ära.
The structure and H2 diffusion in porous carbide-derived carbon particles
(2022-02-11) Härmas, Riinu; Palm, Rasmus, juhendaja; Lust, Enn, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Aktiveeritud süsiniku, mida kasutatakse toidumürgistuse raviks, leiab apteegiriiulitelt. See on peamiselt süsinikust koosnev materjal, mis sisaldab palju imeväikeseid augukesi ja avausi ehk poore. Need poorid moodustuvad kaardus ja defektsete grafeenist koosnevate lehekeste (ehk ühekihilise grafiidi) kihtide vahele. Aktiveeritud söega laias laastus sarnaste omadustega poorseid materjale kasutatakse palju ka muudes rakendustes. Üks põnevamaid neist on seotud energia salvestamisega. Nimelt on poorne süsinik keemiliselt üsna stabiilne, samas odav materjal, mis juhib hästi elektrit. Tänu nendele omadustele sobib poorne süsinik hästi energiasalvestus ja -muundamisseadmete nagu patareide, polümeerelektrolüütmembraankütuseelementide ja superkondensaatorite elektroodimaterjaliks. Tartu Ülikooli Füüsikalise keemia õppetoolis on sünteesitud ja elektroodimaterjalidena katsetatud tohutul hulgal eri sorte poorseid süsinikke. Üks süsinikmaterjalide liike, mida on süstemaatiliselt uuritud, on karbiididest sünteesitud süsinikmaterjalid. Karbiidid on ühendid, mis koosnevad tüüpiliselt kahest elemendist, millest üks on süsinik. Üks viise, kuidas karbiidist saab puhast süsinikku sünteesida, on panna valitud karbiid kõrgel temperatuuril (ehk sünteesitemperatuuril) reageerima klooriga. Muud reaktsioonisaadused uhutakse gaasivoos minema, reaktsiooninõusse jääb alles väga spetsiifiliste omadustega süsinikmaterjal. Mõnes mõttes võib sellest süsinikamaterjalist mõelda, kui algse karbiidi “skeletist”. Näiteks superkondensaatoreid tootev Eesti ettevõte Skeleton kasutab oma toodetes osaliselt just karbiidist sünteesitud süsinikmaterjale. Selles doktoritöös uuriti, kuidas muutub karbiidist sünteesitud süsiniku struktuur, kui sünteesitemperatuur on erinev või kuidas mõjutab struktuuri see, milline lähtekarbiid valiti. Selgus, et kui valitakse kõrgem sünteesitemperatuur, siis süsiniku sisse moodustuvad laiemad, vähem defektsed grafeenikihid. Osade lähtekarbiidide (Mo2C, VC) puhul kasvas sünteesitemperatuuri suurenedes ka graafeenikihtide virna kõrgus, kuid enamikes karbiisist sünteesitud süsinikes, mida uuriti, grafeenikihtide hulk sünteesitemperatuurist ei sõltunud. Molübdeenkarbiidist sünteesitud süsinike poorset struktuuri, mis muutub sünteesitemperatuuriga väga palju, vaadeldi lähemalt väikesenurgahajumise meetoditega. Selgus, et sünteesitemperatuuri kasvades keskmine poori läbimõõt suurenes ja moodustusid järjest siledamad ja rohkem pilu-kujulised poorid. Veel uuriti, kuidas karbiidist sünteesitud süsiniku poorne struktuur mõjutab seda, kui hästi lõksustab süsinikmaterjal vesiniku molekule. Selgus, et väike kogus vesinikku ränikarbiidist sünteesitud süsiniku poorides, oli tugevalt kinnipeetud, sisuliselt liikumatu, ka suhteliselt kõrgel temperatuuril 120 K (vesinik veeldub 20 K juures). Väike kogus vesinikku titaankarbiidist sünteesitud süsiniku poorides käitus sarnaselt vedel vesinikuga temperatuuril kuni 70 K. Seevastu väike kogus vesinikku, mis oli adsorbeerunud molübdeenkarbiidist sünteesitud süsiniku poorides ei olnud kuigi tugevalt kinnipeetud ja selle difusioon oli üsna kiire ka madalatel temperatuuridel. Selgus, et vesiniku lõksustamisel on oluline alla 1 nm läbimõõduga pooride hulk, mis on ränikarbiidist sünteesitud süsinikmaterjalis suurim. Veel on oluline asjaolu ka poori kuju, sest kuigi 1 nm pooride hulk oli nii räni kui ka titaankarbiidist sünteesitud süsinikes sarnane, oli ränikarbiidist sünteesitud süsinikus, mille keskmine poori kuju on sfääriline, H2 tugevamalt lõksustunud.