ISBN 978-3-8439-2232-6

978-3-8439-2232-6, Reihe Physikalische Chemie

Michael Höltig
PECVD-Synthese von Kohlenstoffnano-strukturen und ihre Verwendung als Katalysatorträgermaterial für Direkt-Ethanol-Brennstoffzellen

147 Seiten, Dissertation Universität Hamburg (2015), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurden CNTs, graphenähnliche CNSs, sogenannte carbon nanowalls (CNWs) und few-layer graphene sheets (FLG sheets) sowie Hybridstrukturen bestehend aus CNTs und FLG sheets mittels plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD) hergestellt. Zudem wurde eine neuartige CNS synthetisiert und charakterisiert, die in dieser Arbeit als carbon nanoblocks vorgestellt wird. Die Synthese von Graphen auf Kupfer wurde durch Verwendung einer selbst entworfenen und gebauten Anlage realisiert.

Die PECVD-Anlage wurde aufgebaut und mehrfach modifiziert, um sie den jeweiligen Anforderungen anzupassen. Aufgrund der Durchführung vieler Synthesen konnte der Einfluss der einzelnen Parameter auf die erhaltene Struktur ermittelt werden und es gelang die Herstellung homogener FLG sheets auf leitfähigen Substraten.

Da diese FLG sheets aufgrund ihrer großen Oberfläche und elektrischen Leitfähigkeit ein sehr gutes Trägermaterial für Katalysatoren darstellen, wurde das Auftragen von Metallen auf die Struktur untersucht. Hierbei wurde eine neuartige, gepulste Hochspannungsabscheidung entwickelt, mit der es gelang, chemisch verschiedene Metalle von Titan bis hin zu Gold weitestgehend homogen auf die FLG sheets aufzubringen.

Die Abscheidung von Palladium auf FLG sheets gelang dabei sehr gut, so dass diese Kombination in Hinblick auf die katalytischen Eigenschaften für die Elektrooxidation von Ethanol in alkalischen Medien untersucht wurde. Diese Reaktion ist für die Verwendung des Katalysators in Direkt-Ethanol-Brennstoffzellen von Interesse.