Podrobno

Modeliranje elektrokemijskih impedančnih spektrov za reakcijo redukcije kisika
ID Novak, Filip Jakob (Avtor), ID Gaberšček, Miran (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (4,30 MB)
MD5: 683428955512A44BC406B07B97495662

Izvleček
Reakcija 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.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:Reakcija redukcije kisika, elektrokemijska impedančna spektroskopija, modeliranje
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Leto izida:2026
PID:20.500.12556/RUL-187009 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:08.09.2026
Število ogledov:117
Število prenosov:23
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Modeling of electrochemical impedance spectra for oxygen reduction reaction
Izvleček:
The oxygen reduction reaction (ORR) is a crucial process in the fields of electrochemistry and hydrogen technology. Understanding the mechanism of this multistep reaction is essential for advancing hydrogen conversion devices, such as fuel cells and electrolyzers. Because it is a multistep electrochemical process, its mechanism can be investigated using electrochemical impedance spectroscopy (EIS), a technique employed to measure the characteristic times of individual steps. Despite the many advantages of EIS, the correct interpretation of Nyquist plots—which display the measurement results—remains challenging. In this study, a mathematical model was developed to simulate the electrochemical impedance spectra of the ORR based on an assumed reaction mechanism. Physical parameters that significantly affect the reaction pathway were identified, along with their influence on the characteristic times of individual steps and, consequently, on the EIS results. Using the developed model, the relationship between the EIS results and the ORR kinetic parameters, which arise from the intrinsic properties of the catalyst, was investigated. The influence of ORR parameters on measurability was also described by studying the percentage deviation of the results with respect to the measurement potential and the standard rate constants of each reaction step. Several findings regarding the theoretical physical limitations of the EIS technique for the ORR are presented. The insights obtained from the developed mathematical models could theoretically assist in interpreting EIS measurements on catalysts for proton-exchange membrane hydrogen fuel cells and water electrolysis.

Ključne besede:Oxygen reduction reaction, electrochemical impedance spectroscopy, modeling

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj