28803

سنتز الكتروشيميايي CoSe2 بر روي بستر فوم نيكل به عنوان كاتاليزگر جهت توليد هيدروژن از فرآيند شكافت آب در محيط قليايي

كارشناسي ارشد

شيمي

1400

1402/06/28

دكتر علي غفاري‌نژاد

شيمي

با توجه به تاثيرات منفي سوخت‌هاي فسيلي بر روي محيط زيست، همواره نياز به پيدا كردن سوخت‌هاي جايگزين امري ضروري است. توليد الكتروشيميايي هيدروژن و اكسيژن با استفاده از كاتاليزگرهاي ارزان و با كارايي بالا، از راهكارهاي موثر به دسترسي منابع تجديدپذير است. در مطالعه‌ي حاضر، پوشش CoSe2 بر روي بستر فوم نيكل با روش ارزان و سريع رسوبدهي الكتروشيميايي ايجاد شد. همچنين جهت پيدا كردن الكترود بهينه از روش بهينه سازي با استفاده از روش مركب مركزي انجام شد. بدين صورت كه، گام اول تعريف كردن عامل‌هاي مربوط به روش سنتز، گام دوم بهينه سازي عامل‌هاي تعريف شده و گام سوم يافتن بهترين پاسخ و ايجاد تغييرات حول نقطه بهينه و بررسي تاثيرات عامل‌هاي تعيين شده است. بر اين اساس، الكترود با سرعت روبش 10mV/s، تعداد چرخه 40 و نسبت سلنيوم به كبالت 66 درصد، اضافه پتانسيلي معادل 331mV نسبت به الكترود برگشت‌پذير هيدروژن در چگالي جريان 100mA/cm2 و شيب تافلي 45mV/dec دارد كه بيانگر فعاليت كاتاليزگري مطلوب الكترود مربوطه در واكنش توليد هيدروژن است. همچنين اضافه پتانسيل معادل 169mV در چگالي جريان 50mA/cm2 در واكنش توليد اكسيژن، مبين عملكرد مطلوب اين الكترود است. در ادامه پايداري الكترود بهينه به مدت 12 ساعت مورد بررسي قرار گرفت، كه الكترود مربوطه در هر دو واكنش توليد هيدروژن و اكسيژن پايداري مناسبي در زمان ذكر شده از خود نشان داد.

1402/07/14

Electrochemical synthesis of Co¬Se2 by cyclic voltammetry method on nickel foam and study of its application in hydrogen evolution reaction in alkalin media

9/18/2024 12:00:00 AM

Given the adverse environmental impacts associated with fossil fuels, it is imperative to continually explore alternate fuel sources. The use of inexpensive and highly efficient catalysts in the electrochemical generation of hydrogen and oxygen is a very successful approach for utilizing renewable resources. The present investigation used an efficient and cost-effective electrochemical deposition method to produce a CoSe2 coating on a nickel foam substrate. Furthermore, the central composite approach was used to conduct the optimization process for identifying the most effective electrode. The first stage involves the identification and definition of elements associated with the synthesis method. Subsequently, the subsequent stage entails the optimization of the variables mentioned above. Finally, the last step involves the determination of the ideal solution, making adjustments in the vicinity of the optimal point, and assessing the impact of the established factors. Based on the provided information, it can be shown that the electrode, characterized by a scan rate of 10 mV/s, a cycle number of 40, and a selenium-to-cobalt ratio of 66%, exhibits an overpotential of 331 mV to Reversible hydrogen potential when subjected to a current density of 100 mA/cm2. Additionally, the Tafeli slope of the electrode is measured to be 45 mV/dec, which signifies the electrode's ideal catalytic activity. This pertains to the reaction involved in the generation of hydrogen. Moreover, it is noteworthy that the electrode exhibiting the most favorable characteristics has an overpotential of 169 mV when subjected to a current density of 50 mA/cm2. This observation serves as a clear indication of the superior performance shown by this electrode in the context of the oxygen generation reaction. The present study aimed to examine the stability of the ideal electrode for a duration of 12 hours. The results indicated that the electrode exhibited favorable stability in both hydrogen and oxygen generation processes during the specified time period.

واكنش توليد هيدروژن و اكسيژن، رسوبدهي الكتروشيميايي، دي كالكوژنيد كبالت سلنيوم، فوم نيكل، ولتامتري چرخه‌اي، طراحي آزمايش

Hydrogen evoltion reaction,Co-Se coating,Electrodepositionm, Central composite design, Optimization by response surface methodology.

Pouya Mohamadi

Ali Ghaffarinejad