Sinteza elektrokatalizatorjev na osnovi grafena dopiranega s kovinskimi atomi za reakcijo redukcije CO2Mujdrica, Blaž (Avtor) Genorio, Boštjan (Mentor) redukcija CO2elektrokatalizagrafenbliskovito Joulovo segrevanjeturbostratični grafenDiplomsko delo sestoji iz pregleda literature, v katerem so predstavljeni sodobni trendi in metode na področju elektrokatalitske redukcije CO2 z uporabo obnovljive električne energije kot alternativne strategije za zmanjšanje pomanjkanja električne energije in globalnega segrevanja. Redukcija molekule CO2 je kinetično počasen proces, zato je treba zasnovati energetsko učinkovit, selektiven in cenovno ugoden elektrokatalizator. Materiali na osnovi grafena so potencialno obetavni kandidati za pretvorbo CO2 zaradi svojih edinstvenih fizikalnih, mehanskih in elektronskih lastnosti. Poleg tega lahko njihovo površino modificiramo z različnimi strategijami, vključno z dopiranjem in tvorbo defektov. Zlasti dopiranje površine grafena s kovinskimi atomi ustvari edinstvena aktivna mesta za adsorpcijo in aktivacijo CO2. Poleg tega integracija grafena z drugimi atomi in molekulami omogoča sinergijski učinek, s čimer se poveča pretvorba CO2. V tem diplomskem delu so predstavljene osnove in nedavne študije o materialih na osnovi grafena za elektrokemijsko redukcijo CO2. Eksperimentalni del je bil izveden v skladu s teoretičnimi znanji za sintezo turbostratičnega grafena s tehniko bliskovnega Joulovega segrevanja (Flash Joule Heating). Namen teh poskusov je bil pridobiti turbostratični grafen s specifičnimi lastnostmi in primerjati uporabljene eksperimentalne parametre pri procesu bliskovnega Joulovega segrevanja s teoretičnimi. »Flash Joule Heating« (FJH) je napredna tehnika sinteze materialov, ki lahko skoraj vsako snov na osnovi ogljika pretvori v znatne količine turbostratičnega grafena, pri čemer se med pretvorbo ne uporabljajo topila ali reaktivni plini. To delo raziskuje morfologijo in lastnosti pridobljenega grafena. Ramanska spektoskopija sintetiziranega grafena pokaže, da je le ta sestavljen iz plasti turbostratičnega »flash« grafena (tFG), kjer je jasno opazno rotacijsko neskladje med sosednjimi plastmi v strukturi grafena, preostali del sintetiziranega grafena pa predstavljajo nagubane grafenske plošče. Prav tako pridobljeni Ramanski spektri in njihova analiza kaže na nizkointenziven ali odsoten pas D, kar potrdi turbostratično zlaganje grafena, ki se jasno razlikuje od turbostratičnega grafita.20222022-09-06 13:10:00Diplomsko delo/naloga139704sl