23973

سنتز الكتروكاتاليزگر نيكل سلنايد به روش ولتامتري چرخه¬اي بر بستر گرافيتي به عنوان الكتروكاتاليزگري با كارايي بالا براي توليد الكتروشيميايي هيدروژن و اكسيژن در محيط قليايي

كارشناسي ارشد

شيمي تجزيه

1400

1400/02/20

دكتر علي غفاري نژاد

دكتر قاسم براتي دربند

شيمي

توليد الكتروشيميايي هيدروژن و اكسيژن با استفاده از كاتاليزگرهايي با كارايي بالا و ارزان قيمت، از راه¬كارهاي مؤثر براي دستيابي به يك منبع انرژي پاك و تجديدپذير است. در مطالعه¬ي حاضر، پوششNi-Se با استفاده از روش رسوبدهي الكتروشيميايي ولتامتري چرخه¬اي درسرعت هاي روبش و تعداد چرخه هاي متفاوت در حمام رسوبدهي حاوي نمك نيكل و سلنايد، بر سطح ميله گرافيتي ايجاد شد. آزمون¬هاي مختلف الكتروشيميايي جهت سنجش فعاليت و پايداري كاتاليزگري نمونه¬ها در الكتروليت 1 مولار NaOH انجام شدند. به منظور مطالعه¬ي مشخصات سطحي پوشش¬هاي ايجاد شده، از آزمون ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني(FESEM) مجهز به طيف سنج پراش انرژي پرتو ايكس (EDS) و آزمون¬هاي پراش پرتو ايكس (XRD) استفاده شد. نمونه بهينه Ni-Se با پتانسيل اضافي mV 30 بر حسب RHE و شيب تافلي mV.dec-1125.8براي واكنش توليد هيدروژن و پتانسيل اضافي mV 420 و شيب تافلي mV.dec-193 براي واكنش توليد اكسيژن، فعاليت كاتاليزگري بالايي را نسبت به ساير پوشش¬هاي ايجاد شده بر روي ميله گرافيتي را دارد. از دلايل فعاليت الكتروكاتاليزگري بالاي نمونه بهينه نيكل سلنايد مي¬توان به هم افزايي اتم هاي Ni و Se، ساختار نانو متخلخل و مساحت سطح فعال الكتروشيميايي بالا اشاره كرد. افزايش بسيار كم پتانسيل اضافي نمونه بهينه تحت چگالي جريان 100- ميلي آمپر بر سانتي متر مربع به مدت 5 ساعت الكتروليز، نشان از پايداري خوب نمونه بهينه در شرايط كاري و محيط قليايي مي¬باشد. روش ساخت كم هزينه، تك مرحله¬اي و بدون استفاده از هيچ گونه چسب و اتصال دهنده و فعاليت كاتاليزگري بسيار بالا و پايداري خوب نمونه بهينه Ni-Se، امكان استفاده تجاري اين الكترود را ميسر مي¬سازد.

1400/04/07

Synthesis of Nickel Selenide electrocatalyst by cyclic voltammetry on graphite substrate as high performance electrocatalyst for electrochemical production of hydrogen and oxygen in alkaline aqueous media.

5/10/2022 12:00:00 AM

Electrochemical production of hydrogen and oxygen using high-performance, low-cost catalysts is an effective way to achieve a clean and renewable energy source. In the present study, Ni-Se coating was applied to the graphite rod surface using the electrochemical deposition method of cyclic voltammetry at scan rate and the number of different cycles in the deposition bath containing nickel and selenide salts. Various electrochemical tests were performed to measure the catalytic activity and stability test of the samples in 1 M NaOH electrolyte. In order to study the surface characteristics of the coatings, field emission scanning electron microscopy (FESEM) equipped with X-ray diffraction spectrometer (EDS) and X-ray diffraction (XRD) tests were used. Herein, first, a graphite rod was modified with nickel selenide nanoporous by controlling the electrodeposition condition. The main outcomes reveal that the optimized Ni-Se coating on graphite rod substrate demonstrated promising HER activity with low overpotentials of 100.7, -281.3, and -549.9mV at the current densities of -10, -100, and -400 mA. cm-2, respectively. Moreover, the fabricated Ni-Se nanoporous catalyst is highly active toward OER, requiring overpotentials of only 268 mV for 10 mA. cm-2 current density. Such outcomes propose that this electrocatalyst is promising for producing clean energy on an industrial system.

رسوب¬دهي الكتروشيميايي , ميله گرافيتي , نيكل سلنايد نانو متخلخل , واكنش توليد هيدروژن , واكنش توليد اكسيژن

Nickel selenide , Nanoporous , Hydrogen evolution reaction , Oxygen evolution reaction , Graphite rod