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contributor.advisorAntonucci, Pier Luigi-
contributor.advisorTraversa, Enrico-
contributor.authorBaglio, Vincenzo-
date.accessioned2005-12-15T14:49:02Z-
date.available2005-12-15T14:49:02Z-
date.issued2005-12-15T14:49:02Z-
identifier.urihttp://hdl.handle.net/2108/183-
description17.cicloen
description.abstractDirect Methanol Fuel Cells (DMFCs) are becoming an important area of research, due to their potentialities for a wide application in the next future as electrical power generators because of their low environmental impact. The fields in which these devices may find application involve transportation, portable power sources and distributed generation of clean energy. Yet, the commercial application of these devices is limited by the presence of two main drawbacks that have hindered the achievement of high performances: (i) the slow methanol oxidation kinetics and (ii) the methanol cross-over through the perfluorosulfonic membranes commonly used as electrolyte in these systems. Thus, the topics of this PhD thesis, and, consequently, of my research activity, are concerning with: a) analysis of high temperature methanol electro-oxidation at different Platinum-based catalysts, i. e. unsupported Pt-Ru alloys of various compositions in terms of metal atomic ratio, supported Pt-Ru catalysts varying by different concentrations of metallic phase on carbon support, Pt-decorated Ru catalysts; b) composite Nafion membranes containing different hygroscopic ceramic oxides for high temperature DMFC operation (130-150°C). The recent developments in both fundamental and technological aspects of Direct Methanol Fuel Cells are also described and included in Chapter I of this thesis. The research activity concerning with the development of catalysts for the methanol electro-oxidation reaction and their physico-chemical and electrochemical characterization is reported in Chapter II. The preparation and characterization of composite perfluorosulfonic membranes based on recast Nafion containing finely dispersed inorganic oxides is reported in Chapter III, together with an analysis of the mechanisms governing the conductivity/water retention properties relationship.en
description.abstractLe celle a combustibile a metanolo diretto stanno sempre più diventando una importante area della ricerca scientifica, grazie alle loro potenzialità di applicazione in un prossimo futuro come generatori di potenza elettrica a basso impatto ambientale. I campi in cui questi sistemi possono trovare applicazione coinvolgono il settore dei trasporti, delle fonti di potenza portatile e la generazione distribuita di energia pulita. Tuttavia, la commercializzazione di questi sistemi è limitata dalla presenza di due principali problemi, che hanno impedito il raggiungimento di alte prestazioni: (i) la lenta cinetica di ossidazione del metanolo e (ii) la permeazione del metanolo attraverso le membrane perfluorosolfoniche comunemente usate in questi dispositivi. Quindi, gli argomenti principali di questa tesi di dottorato riguardano: a) l’analisi dell’elettro-ossidazione del metanolo ad alta temperature su vari catalizzatori a base di Platino, quali leghe Pt-Ru non supportate caratterizzate da differenti rapporti atomici fra i metalli, catalizzatori Pt-Ru supportati su carbone caratterizzati da una diversa concentrazione di metallo sul supporto in carbone, catalizzatori a base di Rutenio decorati con Platino; b) membrane composite costituite da Nafion ed ossidi ceramici igroscopici, realizzate per operare in celle a metanolo diretto ad alta temperatura (130-150°C). I recenti sviluppi della ricerca di base e degli aspetti più tecnologici che riguardano le celle a combustibile a metanolo diretto sono stati trattati ed inclusi nel capitolo I di questa tesi. L’attività di ricerca riguardante lo sviluppo di catalizzatori per la reazione di elettro-ossidazione del metanolo e la loro caratterizzazione chimico-fisica ed elettrochimica è riportata nel capitolo II. La preparazione e caratterizzazione di membrane perfluorisolfoniche composite basate su Nafion contenente ossidi inorganici finemente disperse è riportata nel capitolo III, insieme ad una analisi dei meccanismi che governano la relazione tra conducibilità e proprietà di ritenzione dell’acqua.en
format.extent5867800 bytes-
format.mimetypeapplication/pdf-
language.isoenen
subjectDirect methanol fuel cellsen
subjectPt-Ru alloysen
subjectPt-decorated Ru catalysten
subjectcomposite Nafion membranesen
subjectinorganic fillersen
subject.classificationING-IND/29 ; INGEGNERIA DELLE MATERIE PRIMEen
subject.ddc621.042; ingegneria dell'energiaen
titlePreparation and characterization of components for Direct Methanol Fuel Cellsen
typeThesisen
degree.nameDottorato di ricerca in “Materials for Environment and Energy”en
degree.levelDottoratoen
degree.disciplineFacoltà di ingegneriaen
degree.grantorUniversità degli studi di Roma Tor Vergataen
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