En doktorand till projekt om katalysatorer för elektrolys

KTH svarar för en tredjedel av Sveriges kapacitet av teknisk forskning och ingenjörsutbildning på högskolenivå. Utbildningen och forskningen täcker ett brett område – från naturvetenskap till alla grenar inom tekniken samt arkitektur, industriell ekonomi och samhällsplanering. Totalt finns vid KTH mer än 12600 studenter på grundnivå och avancerad nivå och över 1800 forskarstuderande. KTH har nästan 4800 anställda.

Skolan för Kemivetenskap omfattar områdena Kemi, Kemiteknik samt Fiber- och polymerteknologi. Skolans verksamhet innefattar såväl grund- som tillämpad kemivetenskaplig forskning för en hållbar utveckling genom vetenskaplig excellens. Många forskningsaktiviteter är tvärdisciplinära och spänner från kemivetenskap till materialvetenskap, energiteknik, miljövetenskap, biokemi, biologi och medicin. Skolan ansvarar för civilingenjörsutbildningen i Teknisk kemi, högskoleingenjörsutbildningen i Kemiteknik och tekniskt basår samt för tre engelskspråkiga mastersprogram, Kemiteknik för energi och miljö, Makromolekylära material och Molekylär vetenskap och teknik. Vi medverkar även med kurser i civilingenjörsprogrammen Energi och miljö, Materialdesign och Bioteknik.

Placering: Avd. Tillämpad elektrokemi, Skolan för kemivetenskap.

ARBETSUPPGIFTER
Ämnesbeskrivning
Omkring 10 % av all producerad elektricitet i världen används för elektrolytiska processer. Starka oxidationsmedel produceras vanligen genom elektrolys av vattenlösningar vid höga anodiska potentialer, där syrgasutveckling från vattenoxidation alltid är en oönskad bireaktion att undertrycka. Nyligen presenterades ett nytt elektrodmaterial med mycket lovande egenskaper när det gäller att förhindra syrgasutveckling men ändå vara katalytiskt aktiv för andra reaktioner - en blandoxid med tenn, antimon och en liten del nickel (härefter kallad SSNO). Anmärkningsvärt höga strömverkningsgrader för ozongenerering vid låga cellspänningar har uppmätts med denna sammansättning, medan borttagande av nickel från blandoxiden resulterade i mycket låg strömverkningsgrad. Mekanismen bakom denna nickeleffekt är inte känd trots att den är av stor grundläggande och teknologisk betydelse.

Målet med projektet är att bättre förstå de elektrokatalytiska egenskaperna hos SSNO och mekanismen bakom de syrehämmande effekterna av nickel i synnerhet. En kombination av detaljerad elektrokemisk- och materialkarakterisering är nödvändig, eftersom de elektrokatalytiska egenskaperna styrs av strukturen och sammansättningen av elektrodmaterialet. Den elektrokemiska karakteriseringen kommer att omfatta studier av strömverkningsgrad, IR-korrigerade polarisationskurvor och cyklisk voltammetri under varierande elektrolytsammansättning och temperatur. För att bättre förstå den roll strukturen och sammansättningen hos SSNO har på dess elektrokemiska egenskaper, kommer de framställda proverna undersökas noggrant med hjälp av SEM (svepelektronmikroskop), TEM (transmissionselektronmikroskop), AFM (atomkraftsmikroskopi), XRF (röntgen fluorescensspektroskopi), optisk mikroskopi, XRD (röntgendiffraktion) och eventuellt XPS (röntgenfotoelektronspektroskopi).

Doktorandprojektet
Målet med doktorandprojektet är att bättre förstå hur sammansättningen och strukturen i SSNO, på nanonivå, påverkar dess aktivitet och selektivitet. Den första delen av denna studie kommer att behandla inverkan av skikttjocklek på selektiviteten för ozongenerering och innebär studier av elektrodkinetiken på SSNO med varierande katalysatormängd. Den andra delen av projektet kommer att fokusera på nickels roll i beläggningen.

KVALIFIKATIONER
Lämplig bakgrund för denna tjänst är civilingenjörsexamen inom kemiteknik eller motsvarande. Projektet är delvis multi-disciplinärt och en bred teknisk bakgrund är en merit. Vidare är det också meriterande att kunna uttrycka sig väl på svenska och engelska i tal och skrift.
Vi söker kandidater som är motiverade för vetenskaplig forskning, som har väl utvecklad analytisk och problemslösningsförmåga och som också har ett genuint intresse och nyfikenhet för multi-disciplinära problem i kontexten energisnål och hållbar samhällsutveckling.
KTH har höga ambitioner när det gäller mångsidig kompetensförsörjning och välkomnar därför sökande som kompletterar vårt lärosäte med avseende på jämställdhet.