Investigation of stability and degradation phenomena in model M@C / PANI nanocomposite electrodes with 2D and 3D architecture

研究具有 2D 和 3D 结构的 M@C / PANI 纳米复合电极模型的稳定性和降解现象

基本信息

项目摘要

The storage of (renewable) electricity in chemical form (fuels) and its subsequent release occur in electrochemical devices such as electrolyzers and fuel cells. An economically viable exploitation of these devices requires electrode materials and architectures that are not only performant but also durable. However, electrocatalyst materials used to date are prone to corrosion and the factors affecting their stability in real electrode, which are complex multiphase entities, are not well understood. The project addresses this aspect by proposing a well-defined model system for these complex materials, one in which the effects of various factors on electrode stability can be investigated systematically. Our preparation combines an ‘anodic’ macroporous template which defines a three-dimensional geometry, polyaniline (PANI) as conductive matrix, and laser-deposited metal nanoparticles embedded in hydrogenated carbon phase (M@C) as the catalyst. We will quantify the performance and stability of these electrodes upon continuous electrolysis and compare similar electrodes differing in (1) nature of interaction between templates and polyaniline matrix; (2) nature of interaction between PANI and hydrogenated carbon phase; (3) architecture of electrode (planar films or tubes obtained on 3D template); (4) geometry of electrode (length and diameter of the tubes). The results of the comparisons will allow us to identify the most promising strategies for improving the stability of real electrodes without sacrificing performance. This ambitious goal is rendered possible by the combination of expertise from the Russian and German teams in the laser-induced deposition of metal/carbon composites and in electrochemical work (including anodization), respectively.
化学形式(燃料)的(可再生)电的储存和随后的释放发生在电解槽和燃料电池等电化学装置中。要在经济上可行地开发这些设备,需要电极材料和结构不仅要有性能,而且要耐用。然而,目前使用的电催化剂材料容易腐蚀,影响其在真实电极上稳定性的因素也不是很清楚,因为它们是复杂的多相实体。该项目通过为这些复杂材料提出一个定义良好的模型系统来解决这一问题,在该模型系统中,可以系统地研究各种因素对电极稳定性的影响。我们的制备结合了一个定义了三维几何结构的阳极型大孔模板,聚苯胺(PANI)作为导电基质,以及嵌入在氢化碳相(M@C)中的激光沉积金属纳米颗粒作为催化剂。我们将量化这些电极在连续电解时的性能和稳定性,并比较在以下方面不同的类似电极:(1)模板与聚苯胺基质之间相互作用的性质;(2)PANI与氢化碳相之间相互作用的性质;(3)电极的结构(在3D模板上获得的平面膜或管);(4)电极的几何形状(管的长度和直径)。比较的结果将使我们能够确定在不牺牲性能的情况下提高真实电极稳定性的最有希望的策略。俄罗斯和德国团队分别在激光诱导沉积金属/碳复合材料和电化学工作(包括阳极氧化)方面的专业知识相结合,使这一雄心勃勃的目标成为可能。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Julien Bachmann, Ph.D.其他文献

Professor Dr. Julien Bachmann, Ph.D.的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Julien Bachmann, Ph.D.', 18)}}的其他基金

Chemistry for 3D spintronics
3D 自旋电子学化学
  • 批准号:
    406700532
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Catalytic and Electrochemical Release of Solar Energy Stored in Strained Organic Compounds
存储在应变有机化合物中的太阳能的催化和电化学释放
  • 批准号:
    392607742
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

铜募集微纳米网片上调LOX活性稳定胶原网络促进盆底修复的研究
  • 批准号:
    82371638
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
随机激励下多稳态系统的临界过渡识别及Basin Stability分析
  • 批准号:
    11872305
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    65.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
PPFS调节多倍体水稻花粉育性的功能研究
  • 批准号:
    31140033
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
关于铁磁链方程组的解的部分正则性的研究
  • 批准号:
    10926050
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    3.0 万元
  • 项目类别:
    数学天元基金项目
计算电磁学高稳定度辛算法研究
  • 批准号:
    60931002
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    200.0 万元
  • 项目类别:
    重点项目
拉压应力状态下含充填断续节理岩体三维裂隙扩展及锚杆加固机理研究
  • 批准号:
    40872203
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    45.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
铝合金中新型耐热合金相的应用基础研究
  • 批准号:
    50801067
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于系统轨迹灵敏度的电力市场下最佳安全运行算法研究
  • 批准号:
    50377028
  • 批准年份:
    2003
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

An Inhaled Microbiome-Targeted Biotherapeutic for Treatment of COPD
一种吸入性微生物组靶向生物治疗药物,用于治疗慢性阻塞性肺病
  • 批准号:
    10600887
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Ecosystem degradation, climate change and tropical ecosystem stability - Tanzania as a case study
生态系统退化、气候变化和热带生态系统稳定性——以坦桑尼亚为例
  • 批准号:
    2892582
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Molecular Basis for mRNA Decay in Bacteria - summer supplement
细菌 mRNA 衰变的分子基础 - 夏季补充品
  • 批准号:
    10805871
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Targeting Menin Protein Stability In AML
靶向 AML 中的 Menin 蛋白稳定性
  • 批准号:
    10644645
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Identifying the function of alternatively spliced TDP43 isoforms and contribution to disease
确定选择性剪接 TDP43 亚型的功能及其对疾病的影响
  • 批准号:
    10748166
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Exploring the dynamics of nsp1 and RNA interaction in SARS-CoV with undergraduate researchers
与本科生研究人员一起探索 SARS-CoV 中 nsp1 和 RNA 相互作用的动态
  • 批准号:
    10730676
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Targeting of RNA-binding protein FXR1 in HNSCC
HNSCC 中 RNA 结合蛋白 FXR1 的靶向
  • 批准号:
    10571379
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
2023 Cell Growth and Proliferation Gordon Research Conference and Seminar
2023年细胞生长与增殖戈登研究会议暨研讨会
  • 批准号:
    10748652
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
An Inhaled Microbiome-Targeted Biotherapeutic for Treatment of COPD
一种吸入性微生物组靶向生物治疗药物,用于治疗慢性阻塞性肺病
  • 批准号:
    10917559
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Molecular Basis for mRNA Decay in Bacteria - equipment supplement
细菌中 mRNA 衰变的分子基础 - 设备补充
  • 批准号:
    10794537
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了