Prootonvahetusmembraaniga kütuseelement (PEMFC) on üks lootustandvamaid tehnoloogiaid sisepõlemismootori asendamiseks tänu nende paljudele eelistele nagu heitmevabadus (ainuke produkt lisaks energiale ja soojusele on vesi), füüsiline suurus võrreldes näiteks akudega, suur võimsustihedus ja kiire käivitatavus. Paraku vajavad nad aeglase katoodse hapniku redutseerimise reaktsiooni (ORR) efektiivseks muutmiseks plaatinapõhiseid elektrokatalüsaatoreid. Plaatina kõrge hind ja nappus, sõltuvus naftast saadud süsinikukandjatest ning suur vajalik plaatina kogus efektiivsuse ja vastupidavuse tõstmiseks seavad PEMFC-de laialdasele kasutuselevõtmisele olulisi väljakutseid. See lõputöö uurib lähenemisviise nende probleemide lahendamiseks, töötades välja uudse CO₂–st saadud süsiniku (CO₂–C) kandematerjali, mis asendaks tavapärase naftast pärineva süsiniku. Lisaks sellele on töö osa eeltöötlusmeetodi väljatöötamine, et parandada CO₂–C–l põhinevate Pt/C katalüsaatorite aktiivsust.
Doktoritöö põhitulemuseks on PEMFC–tehnoloogia edasiarendused, mis vähendavad materjalikulu ja suurendavad katalüsaatormaterjalide jätkusuutlikkust. CO₂–C kasutuselevõtt tavapärase naftast pärineva süsiniktahma jätkusuutliku asendajana koos tõhusate eeltöötlusstrateegiatega pakub paljutõotavat võimalust vähendada plaatina sisaldust kommertsiaalsetes Pt elektrokatalüsaatorites, jäädes samas CO2 neutraalseks mitte ainult energia, vaid ka energia tootmiseks vajalike materjalide valmistamisel.

Doktoritöö on avaldatud Tehnikaülikooli raamatukogu digikogus

Juhendajad: vanemteaudr Ivar Kruusenberg ning teadur Sander Ratso (KBFI)

Oponendid:

• professor Lior Elbaz (Bar-Ilan´i ülikool, Iisrael)
• professor Nadežda Kongi (Tartu Ülikool, Eesti)