From Facets to Flow: The Electrooxidation of Glycerol on Pd-based catalysts
Tid: Fr 2023-12-08 kl 10.00
Plats: D2, Lindstedtsvägen 5, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/meeting/register/u5cqfuigpj4jE9EaFkO3TgvRFk7joTndod0B
Språk: Engelska
Ämnesområde: Kemiteknik
Respondent: Jai White , Tillämpad elektrokemi, Electrolysis - Ann Cornell
Opponent: Professor Elena Baranova, University of Ottawa, Kanada
Handledare: Professor Ann M. Cornell, Tillämpad elektrokemi, Wallenberg Wood Science Center; Professor Gunnar Henriksson, Wallenberg Wood Science Center, Träkemi och massateknologi; Professor Carina Lagergren, Kemisk apparatteknik, Tillämpad elektrokemi
QC 20231116
Abstract
Glycerol, en biprodukt från biodieselraffinaderier, har användningsområden i industrier som producerar kosmetika, livsmedel och läkemedel. Dess användning är dock liten jämfört med mängden glycerol som produceras från biodieselproduktion. Därför finns det en möjlighet att använda glycerol, en viktig plattformskemikalie, som ett billigt råmaterial för syntes av värdefulla kemikalier. Dessa kemikalier kan bildas i vattenlösning genom glycerolelektrooxidationsreaktionen (GEOR) på anoden samtidigt vätgas genereras på katoden. Denna avhandling fokuserar på GEOR på Pd- och PdNi-katalysatorer i alkaliska medier.
Detta arbete inkluderar studier av GEOR med hjälp av elektrokemiska metoder som cyklisk voltammetri, galvanostatiska polarisationskurvor, kronoamperometri och kronopotentiometri. Pd- och PdNi-katalysatorer tillverkades genom kemisk syntes och elektrodeposition på Ni-substrat. Singulärt orienterade Pd-kristallfacetter studerades och visade att de som närmar sig Pd (111) var de mest aktiva. Bimetalliska PdNi-nanopartiklar med liknande fasetter visade sig vara betydligt mer aktiva än ren Pd. Effekter av masstransport, som studerades för Pd/NiRDE och PdNi/NiRDE, indikerade prestandaeffekter kopplade till diffusion och underutnyttjande av tjockare katalysatorskikt. I luftade lösningar uppnåddes industriellt relevanta strömtätheter på PdNi/Nifoam i koncentrerade elektrolyter vid förhöjda temperaturer under längre perioder. Analysen av glyceroloxidationsprodukter, bildade vid stationära mätningat, gjordes med hjälp av högupplösande vätskekromatografi. De två huvudprodukterna visades konsekvent vara glycerat och laktat. Detta arbete, som täcker många aspekter av GEOR, visar att Pd-baserade katalysatorer har potential för framtida industriell tillämpning.