Sigríður Guðmundsdóttir, Raunvísindi
Rafefnafræðin er mjög mikilvægt svið innan efnafræðinnar. Hún fjallar um það hvernig efnaorku erhægt að breyta í raforku (rafhlöður) og hvernig raforku er hægt að breyta í efnaorku (rafgreining).
Mikilvægi rafefnafræðinnar er sífellt að aukast, einkum í ljósi þess að raforka er að verðagrundvallarorkuformið en ekki olía, og efnarafalar taka vonandi við af brennsluvélum. Nýtingeldsneytisins og krafturinn sem fæst úr efnarafal eykst ef hægt er að útbúa kerfið þannig að svokölluðyfirspenna minnkar.
Hönnun á betri efnarafölum yrði líklega auðveldari og myndi taka stökk fram ávið ef betri skilningur á yfirspennunni væri til staðar. Nú er gangur og hraði efnahvarfa í efnarafölumlítt þekktur en slík þekking er mikilvæg til að hraða hvörfunum, minnka töp (yfirspennuna) og þar með auka nýtni.
Í rannsókninni verða kennilegir reikningar með þéttnifellafræðinni (DFT) notaðir til að rannsaka gangog hraða efnahvarfa sem verða í efnarafölum við bruna og við rafgreiningu á vatni. Platínurafskautverða einkum rannsökuð en einnig aðrir hliðarmálmar.
Eitt fyrsta verkefnið verður að kanna gangefnahvarfs súrefnisatóma við prótónur í vatnsfasa til að mynda hýdroxýl-hópa á yfirborði rafskautsinsog síðan vatn. Helsta tap í efnarafölum verður einmitt við súrefnisrafskautið. Spurningin sem reyntverður að svara er: Hver er ástæða yfirspennunnar og hvað er hægt að gera til að minnka hana?
Þá verður gerður samanburður við nýlega kenningu Nørskov og félaga (J. Phys. Chem. 108, 17886 (2004))svo og samanburður við mæliniðurstöður.
Leiðbeinandi: Hannes Jónsson, prófessor í efnafræði við raunvísindadeild Háskóla Íslands.
Samstarfsaðilar: Danmarks Tekniske Universitet (DTU) (Jens K. Nørskov) og Osaka háskóli (Y. Morikawa).