Modeliranje elektrokemijskih impedančnih spektrov za reakcijo redukcije kisikaNovak, Filip Jakob (Avtor) Gaberšček, Miran (Mentor) Reakcija redukcije kisikaelektrokemijska impedančna spektroskopijamodeliranjeReakcija redukcije kisika ali ORR (angl. oxygen reduction reaction) je pomemben proces, ki se raziskuje na področju elektrokemije in tehnologije vodika. Razumevanje mehanizma te večstopenjske reakcije je ključno za nadaljnji razvoj naprav za pretvorbo vodika, kot so gorivne celice in elektrolizerji. Ker gre za večstopenjski elektrokemijski proces, je mehanizem mogoče proučevati z metodo elektrokemijske impedančne spektroskopije (EIS), ki se uporablja za merjenje karakterističnih časov posameznih stopenj pri večstopenjskih elektrokemijskih procesih. Kljub številnim prednostim tehnike EIS ostaja izziv pravilna interpretacija Nyquistovih diagramov (angl. Nyquist plot), ki prikazujejo merilne rezultate. Izdelan je bil matematični model za simulacijo elektrokemijskih impedančnih spektrov reakcije redukcije kisika na podlagi predpostavljenega reakcijskega mehanizma, pri čemer so bili identificirani fizikalni parametri, ki bistveno vplivajo na potek reakcije, ter njihov vpliv na karakteristične čase posameznih stopenj in s tem na rezultate EIS meritev. S postavljenim matematičnim modelom je proučevana povezava med rezultati EIS in kinetičnimi parametri ORR, ki so posledica intrinzičnih lastnosti katalizatorja. Opisan je tudi vpliv parametrov ORR na merljivost s proučevanjem odklona rezultatov v odstotkih glede na meritveni potencial in standardne konstante reakcijskih hitrosti posamezne stopnje. Podane so nekatere ugotovitve o teoretičnih fizikalnih omejitvah tehnike EIS za ORR. Ugotovitve o razvitih matematičnih modelih bi lahko teoretično pomagale pri interpretaciji meritev EIS na katalizatorjih vodikovih gorivnih celic s protonsko izmenjevalno membrano in na katalizatorjih za elektrolizo vode.20262026-09-08 10:05:03Magistrsko delo/naloga187009sl