Design, Construction and Research Application of a Differential Electrochemical Mass Spectrometer (DEMS)

پایان نامه دکتری شان اشتون، که او در دانشگاه فنی مونیخ به پایان رساند، چالش ساخت دستگاه طیف سنج جرمی الکتروشیمیایی دیفرانسیل (DEMS) را تشریح می کند. DEMS یک سلول الکتروشیمیایی را با طیف‌سنجی جرمی از طریق یک رابط غشایی ترکیب می‌کند و امکان نظارت بر گونه‌های واکنش الکتروشیمیایی گازی و فرار را به صورت آنلاین می‌دهد. این پایان نامه به دقت نگرانی های توسعه الکتروکاتالیست پیل سوختی را قبل از بررسی ادبیات مربوطه در مورد DEMS معرفی می کند. این با ارائه و بحث در مورد طراحی توسعه یافته جدید، از جمله توصیف کامل این ساز دنبال می شود. قابلیت های راه اندازی جدید در دو مطالعه تحقیقاتی نشان داده شده است: واکنش اکسیداسیون متانول بر روی کاتالیزورهای پلاتین و PtRu، و خوردگی الکتروشیمیایی کاتالیزورهای پیل سوختی. علیرغم اینکه هر دو موضوع مدت‌هاست مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، می‌توان بینش‌های جدیدی را از طریق بررسی‌های دقیق با ابزار جدید DEMS به دست آورد که بسیار مورد توجه عموم هستند. بنابراین پایان نامه و ابزار راه را برای تحقیقات آینده در این زمینه نشان می دهد.

Sean Ashton's doctoral thesis, which he finished at the Technical University in Munich, describes the challenge of constructing a Differential Electrochemical Mass Spectrometer instrument (DEMS). DEMS combines an electrochemical cell with mass spectrometry via a membrane interface, allowing gaseous and volatile electrochemical reaction species to be monitored online. The thesis carefully introduces the fuel cell electrocatalyst development concerns before reviewing the pertinent literature on DEMS. This is followed by the presentation and discussion of the new extended design, including a thorough characterization of the instrument. The capabilities of the new setup are demonstrated in two research studies: The methanol oxidation reaction on Pt and PtRu catalysts, and the electrochemical corrosion of fuel cell catalyst supports. Despite both topics having long since been studied, new insights can be obtained through careful investigations with the new DEMS instrument that are of great, general interest. The thesis and the instrument thus show the way for future investigations in the field.