Výpočetní studie elektrodových materiálů pro generování ozonu

Ozon je silné oxidační činidlo využívané při úpravě vody, dezinfekci vzduchu, zpracování potravin a povrchových úpravách materiálů. Účinně eliminuje patogeny i znečišťující látky, aniž by zanechával škodlivé zbytky. Nejběžnější metodou jeho syntézy je povrchový dielektrický bariérový výboj (SDBD), který využívá mikrovýboje k přeměně molekulárního kyslíku (O2) na ozon. Mechanismus tohoto výboje je řízen několika klíčovými faktory. Materiál aktivní elektrody ovlivňuje její pracovní funkci, která určuje Townsendovy průrazné charakteristiky i koeficient sekundární elektronové emise. Současně dielektrické vlastnosti materiálu formují rozložení povrchového náboje a celkové elektrické pole v systému. Vliv elektrodového materiálu na účinnost generování ozonu v systému SDBD představuje oblast, která dosud nebyla dostatečně prozkoumána. Cílem této disertační práce je proto využít ab initio výpočty k porozumění jevům na atomární úrovni, jež určují oxidaci povrchu elektrody a ovlivňují její elektrickou vodivost. Interakce mezi povrchem elektrody a ozonem bude analyzována pomocí elektronických deskriptorů, které umožní identifikovat preferenční místa adsorpce ozonu, určit aktivační bariéry oxidačních reakcí a odhadnout rychlost koroze a degradace. Získané poznatky poskytnou vodítko pro výběr nejvhodnějších kandidátských materiálů pro výrobu elektrod určených k produkci ozonu se zvýšenou účinností a dlouhodobou stabilitou.