Chen, Xingxing

Electrochemical synthesis and characterization of catalytically active carbon-supported electrocatalysts

Das Wachstum von Carbon nanotubes (CNTs) auf Kohlenstoffsubstraten durch chemische Gasphasenabscheidung von Cyclohexan als Kohlenstoffquelle wurde intensiv untersucht. Eisen-Nanopartikel als Katalysatoren für das CNT-Wachstum konnten mittels Elektrodeposition mit homogener Verteilung auf den Kohlenstoffsubstraten abgeschieden werden. Möglichen Katalysatormaterialien für Brennstoffzellenanwendungen konnte durch gepulste Elektroabscheidung aus einem viskosen Diffusions-limitierenden, metallsalzhaltigen Elektrolyten erzeugt. Die Diffusionslimitierung führt zu einer verringerten Wachstumsrate der Katalysator-Nanopartikel. Methoden zur Abscheidung von Katalysatorbibliotheken auf Glaskohlenstoff und CNT-modifiziertem Glaskohlenstoff wurden ebenso eingeführt. Die elektrokatalytische Aktivität der verschiedenen Materialien in Bezug auf die Sauerstoffreduktion wurde durch zyklische Voltammetrie sowie den Redox-Komeptitionsmodus der elektrochemischen Rastermikroskopie untersucht.

The direct growth of carbon nanotubes (CNTs) on different kinds of carbon materials, which was carried out by chemical vapour deposition with cyclohexane as carbon source, has been studied. Electroplating turned out to be effective to generate Fe catalyst nanoparticles on carbon supports with homogeneous distributions for catalyzing the growth of CNTs. Pulsed electrochemical deposition has been applied to prepare well dispersed fuel cell catalyst candidates from a diffusion-restricted metal-ions containing electrolyte, which can slow down the mass transport thus limiting the nucleation and growth of catalyst nanoparticles. Methods for preparing series of catalyst spots on glassy carbon and CNTs modified glassy carbon were also introduced. The electrocatalytic activity of different catalyst samples towards oxygen reduction reaction were qualitatively and quantitatively evaluated by both cyclic voltammetry and redox-competition mode of scanning electrochemical microscopy.