Naslov
Elektrokemijska impedancijska spektroskopija u karakterizaciji nemodificiranih i elektrokemijski modificiranih ugljikovih elektroda
(Electrochemical impedance spectroscopy in characterization of unmodified and electrochemically modified carbon electrodes)

Autori
Magdić, Katja

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Mjesto
Zagreb

Datum
17.07

Godina
2014

Stranica
157

Mentor
Horvat - Radošević, Višnja ; Mandić, Zoran

Ključne riječi
elektrokemijska impedancijska spektroskopija ; elektrokemijska modifikacija ; prostorna heterogenost površine ; Ru modificirane ugljikove elektrode ; ugljikove elektrode
(carbon electrodes ; electrochemical impedance spectroscopy ; electrochemical modification ; Ru modified carbon electrodes ; spatially heterogeneous surface)

Sažetak
Ugljikove elektrode se zahvaljujući svojim svojstvima primjenjuju u mnogo različitih područja, a posebice u onima koji uključuju proizvodnju, konverziju i skladištenje “čiste” energije. Ovaj rad se bavi elektrokemijskom karakterizacijom dva tipa ugljikovih elektroda (staklasti ugljik, GC i grafit, G) i istih elektroda modifiranih česticama Ru (GC/Ru i G/Ru). Površine elektroda su postupno elektrokemijski modificirane postupkom oksidacije/redukcije i praćena su njihova elektrokemijska svojstva nakon svakog stupnja modifikacije. Ru je na svaki tip modificirane površine dodavan u malim količinama metodom katodne depozicije, nakon čega su elektrode testirane na efikasnost reakcije izdvajanja vodika, HER. Karakterizacija površina napravljena je pretražnom elektronskom mikroskopijom, različitim voltammetrijskim tehnikama, a posebno detaljno tehnikom elektrokemijske impedancijske spektroskopije, EIS. Po prvi je puta efekt promjene morfologije površine GC i G elektroda u području potencijala električnog dvostrukog sloja praćen EIS-om. Pokazano je da se eksperimentalni impedancijski spektri dobiveni za nemodificirane i postupno modificirane GC i G elektrode mogu interpretirati unutar koncepta prostorno heterogene površine elektrode. Površina GC elektrode se elektrokemijskom modifikacijom mijenja od prostorno homogene u heterogenu, koja uključuje hrapave i/ili porozne dijelove, a pod ekstremnijim uvjetima modifikacije, u potpuno poroznu. G elektroda pokazuje prostornu heterogenost površine s poroznim dijelovima u svom nemodificiranom i slabo modificiranom obliku. Sve ostale elektrokemijski modificirane G elektrode pokazuju izrazito slojevitu i poroznu strukturu po cijeloj svojoj površini, s najmanje dvije vrste pora različitih veličina. Čestice Ru se u formi klastera veličine od 80  100 nm distribuiraju uglavnom jednoliko po površini nemodificirane GC elektrode, a nejednoliko, s izraženim efektom aglomeracije po površinama elektrokemijski modificiranih GC i G elektroda. Reakcijski mehanizam HER-a je za sve GC/Ru i G/Ru elektrode jednak onom Ru, a aktivnost za reakciju HER-a povećava se sa stupnjem modifikacije elektrode, gdje je količina aktivnog Ru nađena većom. Rezultati ovog rada mogu se smatrati originalnim doprinosom u poznavanju elektrokemije nemodificiranih i modificiranih površina ugljikovih elektroda kao i većoj iskoristivosti EIS tehnike.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemija, Kemijsko inženjerstvo

POVEZANOST RADA