Elektrochemische Abscheidung und Charakterisierung von Platin und Ruthenium auf graphitischen Substraten, als Elektroden für die Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle: drastische Reduzierung der Edelmetallbeladung bei sehr hohem Katalysatorausnutzungsgrad unter Einsatz eines neuen Pulse Plating-Verfahrens
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Format: | Abschlussarbeit Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2000
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Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 3]
669 |
Schlagworte: | |
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V
INHALTSVERZEICHNIS
1.
EINLEITUNG
.
1
2.
GRUNDLAGEN
2.1
FUNKTIONSWEISE
EINER
BRENNSTOFFZELLE
.
5
2.2
AUFBAU
EINER
MEMBRAN-ELEKTRODEN-EINHEIT
(MEA)
2.2.1
POLYMERELEKTROLYTMEMBRAN
.
'.L.
.
7
2.2.2
ELEKTRODEN
.
10
2.2.3
KATALYTISCH
AKTIVE
SCHICHT
UND
KATALYSATOREN
.
I
.
.11
2.3
ELEKTROCHEMISCHE
GRUNDLAGEN
2.3.1
FARADAYSCHE
GESETZE
.
16
2.3.2
STROMAUSBEUTE
.
17
2.3.3
KRISTALLWACHSTUM
.
17
2.3.4
NERNST-GLEICHUNG
UND
ELEKTRODENPOTENTIALE
.
21
2.3.5
PULSE
PLATING
.
22
2.4
ALLGEMEINE
LITERATURIIBERSICHT
UEBER
ABSCHEIDEMETHODEN
UND
ELEKTROLYT
ZUSAMMENSETZUNGEN
.
26
2.5
VERWENDETE
MESS
UND
ANALYSEMETHODEN
2.5.1
ROENTGENANGEREGTE
PHOTOELEKTRONENSPEKTROSKOPIE
(XPS)
.
I
.
27
2.5.2
ATOMEMISSIONSSPEKTROSKOPIE
MIT
INDUKTIV
GEKOPPELTEM
PLASMA
(ICP-OES)
.
30
3.
EXPERIMENTELLER
AUFBAU,
METHODEN
UND
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
3.1
APPARATIVER
AUFBAU
3.1.1
KLEINFORMATIGE
ABSCHEIDEVORRICHTUNG
.
32
3.1.2
APPARATIVER
AUFBAU
ZUR
ABSCHEIDUNG
IM
49
CM
2
-
ZELLFORMAT
.
34
3.1.3
APPARATIVER
AUFBAU
ZUR
ABSCHEIDUNG
IM
625
CM
2
-
ZEITFORMAT
.
36
3.2.
ZYKLISCHE
VOLTAMMETRIE
3.2.1
BESTIMMUNG
DER
AKTIVEN
OBERFLAECHE,
DES
RAUHIGKEITSFAKTORS,
DER
VI
SPEZIFISCHEN
OBERFLAECHE
DES
KATALYSATORS,
DER
PLATINVERTEILUNG
UND
DES
KATALYSATORAUSNUTZUNGSGRADES
.
38
3.2.2
CHARAKTERISIERUNG
DER
ABGESCHIEDENEN
PLATIN-RUTHENIUM-ELEKTRODEN
HINSICHTLICH
IHRES
OXIDATIONSVERHALTENS
BEZUEGLICH
KOHLENMONOXID
(CO)
UND
METHANOLHALTIGER
LOESUNG
(MEOH)
.
43
3.3
ROENTGENANGEREGTE
PHOTOELEKTRONENSPEKTROSKOPIE
(XPS)
.
45
3.4
AUFBAU
DES
EINZELZELLEN-TESTSTANDES
UND
AUFNAHME
DER
SPANNUNGS-STROMDICHTE
KENNLINIE
(U-I-KENNLINIE)
.
52
3.5
RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE
(REM)
UND
ENERGIEDISPERSIVE
ROENTGENFLUORESZENZ
ANALYSE
(EDAX)
.
55
3.6
TRANSMISSIONSELEKTRONENMIKROSKOPIE
(TEM)
.
55
3.7
HOCHAUFGELOESTE
ELEKTRONENMIKROSKOPIE
(HREM)
.
56
3.8
ATOMEMISSIONSSPEKTROSKOPIE
MIT
INDUKTIV
GEKOPPELTEM
PLASMA
(ICP-OES)
UND
PROBENAUFSCHLUSS
.
56
3.9
NEUTRONENAKTIVIERUNSANALYSE
(NAA)
.
57
3.10
REINIGUNG,
PRAEPARATION
UND
WEITERVERARBEITUNG
DER
ELEKTRODEN
.
.59
4.
ERGEBNISSE
UND
DISKUSSION
.
62
4.1
LITERATURUEBERSICHT
ZUR
ABSCHEIDUNG
VON
PLATIN
UND
RUTHENIUM
AUF
EINER
NAFION/GLASKOHLENSTOFFELEKTRODE
(GC)
.
62
4.1.1
UNTERSUCHUNG
DER
STROM-SPANNUNGS-CHARAKTERISTIK
FUER
DIE
PLATIN
ABSCHEIDUNG
.
64
4.1.2
UNTERSUCHUNG
DER
STROM-SPANNUNGS-CHARAKTERISTIK
FUER
DIE
RUTHENIUM
ABSCHEIDUNG
.
67
4.1.3
ABSCHEIDUNG
VON
PLATIN
UND
RUTHENIUM
AUF
NAFION*/GC
.
69
4.1.4
ZUSAMMENFASSUNG
UND
DISKUSSION
.
71
4.2
LITERATURUEBERSICHT
ZUR
ELEKTROCHEMISCHEN
ABSCHEIDUNG
VON
PLATIN
UND
RUTHENIUM
AUF
GRAPHITFASERPAPIER
.
72
VN
4.2.1
ABSCHEIDUNG
DES
PLATINS,
DES
RUTHENIUMS
UND
KOABSCHEIDUNG
VON
PLATIN
UND
RUTHENIUM
.
73
4.2.2
CHARAKTERISIERUNG
DURCH
ICP-OES,
STROMAUSBEUTE,
REM
UND
DICHTE
.
75
4.2.3
UNTERSUCHUNG
DES
OXIDATIONSVERHALTENS
VON
KOHLENMONOXID
(CO)
UND
METHANOL
(MEOH)
AN
ELEKTROCHEMISCH
ABGESCHIEDENEN
PLATIN
UND
PLATIN
RUTHENIUM-PROBEN
.
.85
4.2.4
VERGLEICH
DER
ZUSAMMENSETZUNG
DER
PT-RU-PROBEN
AUS
DATEN
DER
XPS-,
ICP-OES-MESSUNGEN
MIT
DER
ELEKTROLYTKONZENTRATION
.
91
4.2.5
ZUSAMMENFASSUNG
UND
DISKUSSION
.
92
4.3
ELEKTROCHEMISCHE
ABSCHEIDUNG
VON
PLATIN
UND
RUTHENIUM
DURCH
UNTERSCHIEDLICH
DICKE
POLYMERELEKTROLYTMEMBRANEN
(10-30
JIM)
AUF
EINER
ELASTISCHEN
GAS
DIFFUSIONSELEKTRODE
UND
KURZE
LITERATURUEBERSICHT
UEBER
AEHNL.
ARBEITEN
.
95
4.3.1
ZYKLISCHES
VOLTAMMOGRAM
DER
PLATIN
UND
RUTHENIUM
-ABSCHEIDUNG
DURCH
DICKE
PROTONENLEITENDE
POLYMERELEKTROLYTMEMBRANEN
.
96
4.3.2
CHARAKTERISIERUNG
DER
PLATINVERTEILUNG
UND
BESTIMMUNG
DER
AKTIVEN
PLATINOBERFLAECHE
UND
DES
RAUHIGKEITSFAKTORS
.
101
4.3.3
TEM-AUFEAHME
.
105
4.3.4
HREM-AUFIIAHME
.
109
4.3.5
BESTIMMUNG
DER
AUF
DIE
FLAECHENEINHEIT
BEZOGENE
PLATIN-MASSE,
DER
AKTIVEN
PLATINOBERFLAECHE,
DES
RAUHIGKEITSFAKTORS
UND
DES
KATALYSATORAUSNUTZUNGSGRADES
.
111
4.3.6
SPEZIFISCHE
OBERFLAECHE
(S)
DER
ELEKTROCHEMISCH
HERGESTELLTEN
KATALYSATOREN
.
112
4.3.7
U-I-KENNLINIEN
UND
MASSENSPEZIFISCHE
LEISTUNGEN
DER
ELEKTROCHEMISCH
HERGESTELLTEN
KATALYSATOREN
.
114
4.3.8
ABHAENGIGKEIT
DER
PLATIN-BELEGUNG
PRO
FLAECHENEINHEIT
VON
ABSCHEIDEPARAMETEM
.
118
4.3.9
GROSSFORMATIGE
ABSCHEIDUNG
VON
PLATIN
UND
CHARAKTERISIERUNG
HINSICHTLICH
DER
PLATINVERTEILUNG
DURCH
BESTIMMUNG
DES
RAUHIGKEITSFAKTORS,
U-I-KENN
VIII
LINIEN
UND
ERSTES
LANGZEITVERHALTEN
.
~
.
123
4.3.10
ZUSAMMENFASSUNG
UND
DISKUSSION
.
127
5.
ZUSAMMENFASSUNG
.
131
6.
LITERATURVERZEICHNIS
.
135 |
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series2 | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 3] |
spelling | Stäb, Gabriele Daniela Verfasser aut Elektrochemische Abscheidung und Charakterisierung von Platin und Ruthenium auf graphitischen Substraten, als Elektroden für die Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle drastische Reduzierung der Edelmetallbeladung bei sehr hohem Katalysatorausnutzungsgrad unter Einsatz eines neuen Pulse Plating-Verfahrens Gabriele Daniela Stäb Als Ms. gedr. Düsseldorf VDI-Verl. 2000 XI, 149 S. Ill., graph. Darst. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 3] 669 Zugl.: Ulm, Univ., Diss., 2000 Galvanische Abscheidung (DE-588)4316091-8 gnd rswk-swf Platin (DE-588)4174856-6 gnd rswk-swf Polymer-Elektrolytmembran-Brennstoffzelle (DE-588)4450903-0 gnd rswk-swf Elektrode (DE-588)4014247-4 gnd rswk-swf Ruthenium (DE-588)4178766-3 gnd rswk-swf Grafit (DE-588)4158067-9 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Polymer-Elektrolytmembran-Brennstoffzelle (DE-588)4450903-0 s Elektrode (DE-588)4014247-4 s Grafit (DE-588)4158067-9 s Platin (DE-588)4174856-6 s Ruthenium (DE-588)4178766-3 s Galvanische Abscheidung (DE-588)4316091-8 s DE-604 3] Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI 669 (DE-604)BV001897067 669 DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=009278058&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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