Simulation ab initio de la morphologie et réactivité des nanoparticules de platine supportées

Les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PCMEP) font actuellement l'objet de nombreuses recherches, car elles constituent des sources d'énergie verte très efficaces pour les transports et les applications transférables. La couche catalytique cathodique des PCMEP, habituellement formée d'un catalyseur à base de platine sur support de carbone, est considérée comme le composant le plus important, puisqu'elle est essentielle à tous les processus du fonctionnement des piles à combustible. Le coût élevé et la faible abondance du platine sont les principaux obstacles à la commercialisation de la technologie de PCMEP. De récents résultats d'expériences et de modélisation indiquent que l'activité et l'utilisation du catalyseur pourraient être améliorées de plusieurs facteurs. L'établissement de liens entre la fabrication, la formation de structures, le rendement et la dégradation – des liens qui pourraient mener à de telles améliorations – dépend cependant d'une compréhension fondamentale des systèmes à catalyseur supporté. Afin de mieux comprendre les effets structuraux du système à substrat catalytique, ce projet utilise la théorie des fonctions de densité (TFD) et sa variante relativement nouvelle, la TFD sans orbites. Nous établirons un lien entre la taille des particules et la morphologie de surface, d'une part, et les effets de structure électroniques et les interactions des systèmes à catalyseur supporté, d'autre part. Les résultats contribueront à la mise au point de modèles physiques pour la formation de structures, le rendement électrocinétique et la dégradation structurale de la couche catalytique cathodique des PCMEP.

Faculty Supervisor:

M. Michael Eikerling

Student:

Ataollah Roudgar

Partner:

NRC - Institute for Fuel Cell Innovation

Discipline:

Chemistry

Sector:

Fuel cells

University:

Simon Fraser University