Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie wodorowego gazu otrzymanego w wyniku kwaśnej fermentacji melasy z przemysłu cukrowniczego do zasilania ogniwa paliwowego

Piela P., Tokarz W., Kaźmierczak W., Detman A., Sikora A., Piotrowski J.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 5

993--999

PL

Przedstawiono wyniki badań działania ogniwa paliwowego z elektrolitem polimerowym zasilanego powietrzem oraz gazem wodorowym pochodzącym z fermentacji melasy, produktu ubocznego przemysłu cukrowniczego. Sprawdzono wydajność konwersji energii w ogniwie w różnych warunkach, także odpowiadających minimalnym nakładom energetycznym na przygotowanie reagentów, tzn. bez wstępnego oczyszczania wodorowego gazu fermentacyjnego, przy wolnym przepływie powietrza, a także bez stosowania sprężania reagentów i w niskiej temperaturze pracy.

EN

Polymer electrolyte membrane fuel cell was supplied with air and a H2-rich gas obtained by microbial fermentation of molasses from the sugar industry. The energy conversion performance in the fuel cell was examd. under various conditions, including minimum energy input necessary for the prepn. of the gaseous reagents (without pre-cleaning of the fermentation gas, at low airflow, without pressurizing the reagents, and at low fuel cell temp.). The H2 conversion degree was near 100% but decreased even down to 40% during the fuel cell operation time because of flooding of the anode.

2

Badanie właściwości elektrokatalitycznych wielowarstwowych struktur typu Pt/Pd dla niskotemperaturowych, polimerowych ogniw paliwowych

Budner B., Mróz W., Piela P., Tokarz W., Korwin-Pawłowski M.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 5

361--366

PL

Struktury bimetaliczne składające się z katalizatora platynowego oraz innego metalu o właściwościach katalitycznych (np. Ru, Co, Pd, Cr, Ir, Ni) są obecnie intensywnie badane pod kątem ich zastosowania w konstrukcji ogniw paliwowych z elektrolitem polimerowym (PEMFC). Szczególną uwagę zwraca się przy tym na poprawę właściwości elektrokatalitycznych struktur bimetalicznych w porównaniu z czystą Pt, wydłużenie czasu pracy ogniwa oraz ograniczenie ilości stosowanej Pt. Układ taki, dzięki efektowi synergii, często wykazuje większą aktywność katalityczną lub ma lepsze parametry użytkowe niż czysta Pt. Na przykład dodatek Ru zmniejsza zatrucie katalizatora tlenkiem węgla (II), dzięki czemu stop Pt-Ru lepiej sprawdza się jako katalizator anodowy w ogniwach zasilanych metanolem lub wodorem zanieczyszczonym CO. W pracy są prezentowane wyniki badań bimetalicznych, wielowarstwowych struktur typu Pt/Pd osadzonych metodą laserowej ablacji laserem impulsowym (PLD) na nanoporowatej powierzchni elektrod wykonanych z tkaniny węglowej ELAT LT2500W (E-Tek). Wielowarstwowe struktury typu Pt/Pd były wytwarzane w warunkach wysokiej próżni przez naprzemienne osadzanie Pt oraz Pd laserem impulsowym typu ArF pracującym na długości fali 193 nm. Właściwości elektrokatalityczne osadzonych struktur wielowarstwowych typu Pt/Pd badano w zespole membrana-elektrody (MEA – Membrane Electrode Assembly) ogniwa paliwowego zasilanego H2 i O2 i porównywane z właściwościami warstw osadzonych z czystej Pt. Wykonane zespoły membrana-elektrody miały warstwy katalityczne o różnych proporcjach masowych Pt do Pd oraz o różnej łącznej masie metali aktywnych. Zaobserwowano silny wpływ proporcji masowej Pt do Pd na wydajność MEA oraz efektywność wykorzystania katalizatora. Największą wydajność miały MEA z warstwami o proporcji masowej Pt do Pd wynoszącej około 3,3. Charakteryzowały się one również ponad dwukrotnym wzrostem efektywności wykorzystania katalizatora bimetalicznego (zdefiniowanej jako moc uzyskiwaną z 1 mg całkowitej masy katalizatora) w porównaniu z warstwami wykonanymi z czystej Pt.

EN

Bimetallic structures consisting of the platinum catalyst and another metal with catalytic properties, such as Ru, Co, Pt, Cr, Ir, Ni, have been recently intensively investigated for applications in Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells (PEMFC). Of particular interest is the improvement of the electrocatalytic properties of the bimetallic structure in comparison to Pt, the extension of the operating life of the cell, and the reduction of the amount of Pt used in the cell. Thanks to the synergy effect, a bimetallic system often shows a higher catalytic action or better utility parameters than pure Pt. For instance, Ru reduces the catalyst’s poisoning by carbon (II) oxide. Thanks to this alloy Pt-Ru is an anode catalyst of choice for fuel cells fueled with methanol or CO-containing hydrogen. In this work, results of investigations of bimetallic, multilayer Pt/Pd structures deposited by the PLD technique on the surface of gas diffusion electrodes formed from the nanoporous layer covered carbon cloth ELAT LT2500W (E-Tek) are presented. The Pt/Pd structures were fabricated under high vacuum conditions by consecutive depositions of Pt and Pd layers using a ArF pulse laser at 193 nm wavelength. The electrocatalytic properties of produced Pt/Pd layers were investigated in the Membrane Electrode Assembly (MEA) of a fuel cell supplied with H2 and O2 and compared to the properties of catalytic layers formed by Pt alone. Membrane electrode assemblies were produced with layers having different proportions of Pt to Pd, and different total noble metal mass. A strong relationship between the Pt to Pd ratio and the efficiency of the investigated MEA and the catalyst utilisation was observed. The highest efficiency an MEA with a weight ratio of Pt to Pd of about 3.3 was observed. This MEA also showed a more than double catalyst utilisation (defined as a power produced from 1 mg of catalyst mass) compared to Pt alone.

3

Nanokompozyt poly(ε-kaprolakton)/tlenki żelaza dla zastosowań medycznych

Świętek M., Gwizdała J., Tokarz W., Menaszek E., Błażewicz M.

Engineering of Biomaterials

|

2014

|

Vol. 17, no. 127

22--32

PL

Nanokompozyty polimerowe stanowią szeroką grupę materiałów znajdujących zastosowanie zarówno w wielu gałęziach przemysłu, jak i w medycynie. Fenomen nanokompozytów związany jest z łatwością modyfikacji ich cech materiałowych będących pochodną właściwości zarówno samego polimeru, jak i zastosowanego nanododatku. Pozwala to na projektowanie oraz wytwarzanie materiałów o określonej charakterystyce, adresowanych do konkretnych potrzeb. Celem niniejszej pracy było otrzymanie oraz charakterystyka polimerowych nanokompozytów o właściwościach magnetycznych. Jako osnowę polimerową wykorzystano biozgodny i bioresorbowalny poli(ε-kaprolakton), do którego wprowadzono cząstki magnetytu znajdujące się w dyspersji nanometrycznej. Do przygotowania materiałów zastosowano prostą metodę odlewania filmu/odparowania rozpuszczalnika. W celu zbadania wpływu zawartości nanododatku na właściwości nanokompozytu przygotowano serię materiałów różniących się od siebie ilością wprowadzonych do matrycy polimerowej cząstek magnetycznych (0; 0,5; 1 oraz 2%). Charakterystyka nanokompozytów obejmowała badania własności magnetycznych i powierzchniowych materiałów oraz ocenę ich degradacji oraz biozgodności. Pętle histerezy wprowadzonego do matrycy polimerowej nanododatku oraz otrzymanych nanokompozytów wykazywały przebieg typowy dla multidomenowych materiałów ferrimagnetycznych. Zaobserwowano, że istnieje korelacja pomiędzy wartością namagnesowania nasycenia oraz remanencją, a zawartością cząstek magnetycznych w nanokompozycie. Na podstawie obserwacji mikroskopowych stwierdzono, że część wprowadzonych cząstek magnetycznych ulega aglomeracji, reszta zaś pozostaje w dyspersji nanometrycznej. Wytworzone materiały nie wykazały toksycznego wpływu na komórki (Normal Human Osteoblast), co pozwala sądzić, że otrzymane nanokompozyty mogłyby zostać wykorzystane w medycynie.

EN

Polymer nanocomposites are a wide group of materials which have applications in many branches of industry as well as in medicine. The phenomenon of nanocomposites is associated with simplicity of modification of their features, which are derived from properties of both the polymer matrix and the nanoadditive. This property enables to design and fabricate materials with strictly defined characteristics, addressed to specific needs. The aim of the presented studies was fabrication and characterization of polymer nanocomposites with magnetic properties. As a polymer matrix, a biocompatible and bioresorbable poly(ε-caprolactone) was used. Magnetite powder with nanometer-sized grain fraction was introduced into the polymer matrix as a magnetic nanoadditive. As a fabrication method casting film/solvent evaporation was applied. In order to examine how amount of magnetic nanoadditive influences the properties of nanocomposites, the series of materials with various concentrations of magnetic particles was prepared (0, 0.5, 1 and 2%). Characterization of materials included magnetic and surface properties investigations as well as evaluation of degradability, and biocompatibility of the fabricated materials. Magnetic hysteresis loops of both the nanoadditive itself and the nanocomposite demonstrate curves typical for multi-domain ferromagnetic materials. Existence of the correlation between the values of magnetic saturation and remanence, and the content of magnetic particles has been observed. Microscopic evaluations have shown that small part of magnetic particles has tendency to agglomerate but the rest remains in nanometric dispersion. For the fabricated materials no cytotoxic influence on the cells was observed (Normal Human Osteoblast). This suggests that obtained nanocomposites could find application in medicine.

4

Nanokompozyty magnetyczne dla zastosowań medycznych

Nowicka K., Figiel H., Tokarz W., Sołtysiak E., Błażewicz M.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2013

|

[R.] 19, nr 1 (151)

27--31

PL

Nanokompozyty polimerowe to perspektywiczna grupa tworzyw o unikatowych właściwościach. Materiały te znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach w tym również w medycynie. W pracy przedstawiono prostą metodę wytwarzania nanokompozytów o właściwościach magnetycznych, polegającą na kilkuetapowej homogenizacji obydwu składników; roztworu polimeru oraz cząstki magnetycznej. Nanokompozyty polimerowe scharakteryzowano w zakresie właściwości mechanicznych, termicznych, magnetycznych oraz biologicznych. Wykazano, że magnetyczne nanokompozyty na bazie polisulfonu to nietoksyczne materiały o właściwościach magnetycznych, zależnych od ilości modyfikatora, wprowadzonego do matrycy polimerowej. Magnetyczne nanokompozyty są materiałem, mogącym znaleźć zastosowanie w konstrukcji membran i implantów, przeznaczonych do terapii i diagnostyki medycznej.

EN

Polymer nanocomposites are a prospective group of materials with unique properties. These materials are used in many fields including the medicine. The paper presents a simple method of producing nanocomposites with magnetic properties, which consists of several stages of homogenization of the two components; polymer solution and magnetic particles. Mechanical, thermal and magnetic properties of the obtained polymer nanocomposite were determined. Biological assessment proved that the nanocomposite samples are nontoxic and their magnetic properties depend on the amount of the nanontagnetic phase in the polymer matrix. The magnetic nanocomposites may find application in the manufacturing of membranes and implants for medical diagnosis and therapy.

5

Microstructure and magnetic properties of the Cu-1% Co single crystal

Czub J., Dubiel B., Tokarz W., Czyrska-Filemonowicz A.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

309-311

EN

This paper reports the results of transmission electron microscopy (TEM) and magnetic properties investigations of the Cu-1% Co (wt. %) single crystal. Particle size measurements were performed using quantitative TEM metallography methods. Two classes of Co particles were identified, each one with different magnetic properties: superparamagnetic (SPM) and ferromagnetic (FM). The hysteresis loop measured at 295 K was analysed taking into account SPM and FM contributions. The mean size of the SPM Co particle was determined and compared with the result of the TEM metallography results.

PL

W pracy przestawiono wyniki badań monokryształu Cu-1% Co (% mas.) metodą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) oraz pomiarów własności magnetycznych. Wyznaczono średnią średnicę cząstek Co metodą metalografii ilościowej TEM. Zidentyfikowano dwa rodzaje cząstek Co różniące się własnościami magnetycznymi: superparamagnetyczne (SPM) i ferromagnetyczne (FM). Przeprowadzono analizę pętli histerezy zmierzonej w temperaturze 295 K, uwzględniając przyczynek superparamagnetyczny i ferromagnetyczny. Wyznaczono średnią średnicę superparamagnetycznej cząstki Co i porównano z wartością uzyskaną na podstawie wynikow TEM.

6

Elektroutlenianie produktów adsorpcji metanolu na platynie i na rodzie

Tokarz W., Piela P., Czerwiński A.

Przemysł Chemiczny

|

2006

|

T. 85, nr 8-9

1237-1239

PL

Porównano właściwości platyny i rodu w procesach elektro–adsorpcji metanolu i elektro–desorpcji powstałych produktów adsorpcji. Do badań wykorzystano elektrody cienkowarstwowe osadzone elektrochemicznie na drucie złotym. Zastosowano metodę chronowoltamperometrii cyklicznej połączoną z metodą elektrochemicznego strippingu. Przedstawiono wpływ potencjału i czasu adsorpcji metanolu na elektrochemiczne utlenianie produktów jego adsorpcji. Z przeprowadzonych badań wynika, że Pt i Rh różnią się zdolnością adsorpcji metanolu oraz że zaadsorbowane produkty nie są jednakowe.

EN

Properties of the thin–layer Pt and Rh electrodes deposited on Au were intercompared in electro-adsorption and desorption of MeOH. Cyclic voltammetry (in 0.5 M H2SO4) and electrochem. stripping methods were used. At low potentials, MeOH adsorbate blocked the electrode surface. On Pt, the adsorbate was oxidized, and the surface cleaned, at >0.6 V. On Rh, desorption was max. at 0.75 V. The difference of 0.2 V between Pt and Rh in the starting potentials of oxide layer formation had no effect on the MeOH oxidn. catalyzing properties. The O species formed on Rh were inactive toward the MeOH adsorbate, but helped it to become desorbed As an alloy component, Rh improved the MeOH adsorption properties of Pt. Adsorption on Pt was fast and the adsorbate was strongly bonded.

7

Niskotemperaturowe ogniwa paliwowe jako generatory związków chemicznych. Wytwarzanie nadtlenku wodoru i hydroksyloaminy

Lewdorowicz W., Tokarz W., Piela P., Czerwiński A.

Przemysł Chemiczny

|

2005

|

T. 84, nr 11

858-862

PL

Opisano możliwość zastosowania ogniw paliwowych w syntezie chemicznej. Jako przykład zastosowań podano wyniki prac nad syntezą (I) nadtlenku wodoru w ogniwie paliwowym O2–H2 oraz (II) hydroksyloaminy w ogniwie paliwowym NO–H2. Wydajność prądowa tworzenia H2O2 wynosiła ok. 93% i była niemal stała w czasie dwutygodniowej ciągłej pracy ogniwa. Wydajność prądowa tworzenia NH2OH zależała od szybkości przepływu NO, a jej maksymalna wartość przekraczała 80%. Otrzymane wyniki wskazują, że zastosowanie ogniw paliwowych w syntezie chemicznej jest obiecujące i warte dalszych badań.

EN

H2O2 and NH2OH were generated in the O2–H2 and NO–H2 fuel cells, resp. Current efficiencies were 93% (in a two weeklong cont. operation) and >80% (related to NO flow rate), resp. The NH2OH and NH3 products dissolved in 3.5 M H2SO4, the fuel cell electrolyte, to yield the corresponding sulfates.

8

Badanie i zastosowanie stopów platyny i rodu jako elektrokatalizatorów w niskotemperaturowych ogniwach paliwowych

Siwek H., Tokarz W., Kotowski J., Piela P., Czerwiński A.

Przemysł Chemiczny

|

2005

|

T. 84, nr 11

853-857

PL

Opisano właściwości elektrochemicznie osadzanych stopów Pt-Rh przewidzianych do zastosowania jako materiały elektrokatalityczne w niskotemperaturowych ogniwach paliwowych. Stopy te zostały zbadane w szerokim zakresie składów. Stwierdzono, że stop ma najwyższą aktywność utleniania produktów adsorpcji metanolu przy ok. 35% at. Pt na swojej powierzchni. Stop o podobnym składzie charakteryzuje się też najwyższą aktywnością utleniania produktów adsorpcji CO2. Jednakże na podstawie obliczonych wartości eps (liczby elektronów potrzebnych do utlenienia adsorbatu z jednego centrum adsorpcji) stwierdzono, że, wbrew wcześniejszym doniesieniom literaturowym, produkty adsorpcji metanolu i CO2 na stopach Pt-Rh nie są takie same.

EN

Pt and Rh were deposited from H2PtCl6 + RhCl3 in 1M HCl on an Au wire in layers 0.3–0.8 mm thick according to soln. compn. and polarization potential. The actual-to-geometrical surface area ratio was 50–200. The 35% surface Pt alloy was best to oxidize MeOH, as well as CO2 adsorbtion products. Stripping and cyclic voltammograms and the values of the no. of electrons required to oxidize the adsorbate from a single adsorption site showed the MeOH and the CO2 adsorbtion products to be different and not identical as usually reported.

9

Applications of Reticulated Vitreous Carbon (RVC) in the Electrochemical power Sources

Rogulski Z., Lewdorowicz W., Tokarz W., Czerwiński A.

Polish Journal of Chemistry

|

2004

|

Vol. 78 / nr 9

1357-1370

EN

Reticulated Vitreous Carbon (RVC_) is an open pore foam material composed solely of vitreous carbon i.e. glass-like carbon, but this material combines some properties of electron- conductive glass with some of those of normal industrial carbons. Over 200 papers have been published on different important electrochemical application of the RVC_. The use of the RVC_ electrodes modified with metals has benn proposed for the electrooxidation of impurities, optically transparent electrodes in thin layer constructions, removal and/or recovery of metal contaminations. This paper is a summary of recent literature on application of RVC_ in electrochemical cells including our latest work. The use of RVC_ in the construction of accumulators and batteries is discussed in detail showing the perspectives for wide application of this material in electrochemical power sources.