Jedným z najperspektívnejších zásobným médiom a nosičov energie je vodík s vysokou kalorickou hodnotou, ktorý nevytvára takmer žiadne znečistenie. Výroba vodíka pomocou elektrolýzy vody je však obmedzená kvôli vysokej cene a nedostatočnému množstvu použitých ušľachtilých kovov, ako je platina. Preto sa výskum zameriava na vývoj a výrobu efektívnych, stabilných a ekonomicky životaschopných elektro-katalyzátorov na výrobu nekorodujúceho kovu pre vývoj vodíka (HER). Hybridné materiály zložené z uhlíka a rôznych typov nanočastíc vykazujú vynikajúcu katalytickú aktivitu pre HER, ktorý je porovnateľný s elektródami na báze platiny [1]. Prechodové prvky Fe, Co, Ni a ich zlúčeniny, alebo fosfidy týchto kovov výrazne zlepšujú HER aktivitu. Navyše Co nanočastice iniciujú rast jedno a viac-vrstvových uhlíkových nanorúrok (CNT) [2].

V tejto práci sme sa zamerali na prípravu mikro a nanovlákien dopovaných Co a CoP nanočasticami. Vlákna boli pripravené pomocou metódy elektrostatického zvlákňovania (elektrospinningu) z voľnej hladiny. Táto metóda prípravy vlákien je veľmi rýchla a efektívna pri príprave vzoriek vo veľkom meradle. Zvyšovaniu účinnosti pripravených vlákien prispievala pórovitosť vlákien získaná použitím dvoch polymérov PAN (polyakrylonitril) a PVP (polyvinylpyrolydón) s rôznou tepelnou degradáciou. Pórovitosť výrazne podporoval aj prídavok surfaktantu SDS (sodium dodecyl sulfát), ktorý s PVP tvoril micely. Tvorbou micel a ich následným odstránením vznikali póry vhodné pre prenikanie elektrolytu do vnútra vlákien, teda zvyšovanie aktívnej plochy. Pre zvýšenie aktivity vlákien pre HER boli pridávané Co nanočastice, ktoré vytvárali fosfidy Co v prítomnosti H₃PO₄. V prítomnosti Co nanočastíc sme spozorovali rast uhlíkových nanorúrok (CNT), ktoré ešte zvyšovali aktívnu plochu vlákien.

Štruktúra vlákien bola pozorovaná pomocou elektrónového (SEM) a transmisného mikroskopu (TEM). Účinnosť pre HER bola meraná elektrochemicky v H₂SO₄ ako na parafínom impregnovaných grafitových elektródach (PIGE), tak aj priamo vzorka vlákien v kompaktnej forme.

1. [1] M. Streckova, E. Mudra, R. Orinakova, L. Markusova-Buckova, M. Sebek, A. Kovalcikova, T. Sopcak, V. Girman, Z. Dankova, M. Micusik, J. Dusza, - Nickel and nickel phosphide nanoparticles embedded in electrospun carbon fibers as favourable electrocatalysts for hydrogen evolution, Chemical Engineering Journal 303 (2016) 167–181.
   [2] Y. Chen, D. Ciuparu, S. Lim, Y. Yang, G. L. Haller, L. Pfefferle - Synthesis of uniform diameter single-wall carbon nanotubes in Co-MCM-41: effects of the catalyst prereduction and nanotube growth temperatures, Journal of Catalysis 225 (2004) 453–465.