شماره ركورد
34475
پديد آورنده
زهرا منتظر
عنوان
توليد الكتروشيميايي هيدروژن با استفاده از كاتاليزگر Cu Foam NiMoS بر روي بستر ميله گرافيتي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي تجزيه
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/7/27
استاد راهنما
علي غفاري نژاد
استاد مشاور
-
دانشكده
شيمي
چكيده
امروزه با كاهش ذخاير سوختهاي فسيلي و اهميت استفاده از سوختهاي پاك، هيدروژن جايگزين مناسبي بوده و توليد هيدروژن مورد اقبال بسيار قرار گرفته است. يكي از بهترين روشهاي توليد هيدروژن، شكافت آب ميباشد. اين واكنش از دو نيمواكنش اصلي توليد هيدروژن (HER) و توليد اكسيژن (OER) تشكيل شده است كه استفاده از الكتروكاتاليزگر مناسب در كيفيت انجام اين نيمواكنشها بسيار اهميت دارد. بيشترين كاتاليستهايي كه تا به امروز براي HER استفاده شدهاند Ru ، Pt و Ir بودهاند، كه به دليل نداشتن صرفهي اقتصادي از آنها نميتوان در مقياس صنعتي استفاده نمود. در اين پاياننامه، با هدف تهيهي الكتروكاتاليزگري مناسب و ارزان براي واكنش HER ، از نانوكامپوزيت نيكل ـ موليبدن سولفيد به دليل ساختار الكتروني مطلوب و فعاليت كاتاليستي بالا كه گزينهاي اميدواركننده براي بهبود بازده توليد هيدروژن است بهعنوان لايه دوم بر روي فوم مس تشكيل شده روي بستر ميله گرافيتي استفاده شده است. ساختار اين نانوذرات به وسيله روشهاي شناسايي مختلفي مانند طيفسنجي پراش پرتوي ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و آناليز پراكندگي انرژي پرتو ايكس (EDX) موردبررسي قرار گرفت. همچنين براي بررسي عملكرد الكتروشيميايي نانوذرات، از روشهاي الكتروشيميايي همچون ولتامتري روبش خطي (LSV)و طيفسنجي امپدانس الكتروشيميايي (EIS) استفاده شده است. نتايج حاصل از آزمونهاي الكتروشيميايي نشان ميدهند كه الكتروكاتاليزگر NiMoS/Cu Foam/GR با اضافه پتانسيل mV 79-در چگالي جريانmA.cm-2 100و شيب تافل 1-mV.dec 57.8 عملكرد بسيار مناسبي براي HER دارد. همچنين آزمونهاي پايداري نشان ميدهند كه اين الكتروكاتاليزگر در محيط بازي بسيار مقاوم و پايدار است. روش ساخت كم هزينه و بدون استفاده از هيچگونه چسب و اتصالدهنده، فعاليت كاتاليزگري بسيار بالا و پايداري خوب نمونه بهينه NiMoS ، امكان استفاده تجاري اين الكترود را ميسر ميسازد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/11/14
عنوان به انگليسي
Electrochemical Hydrogen production using Cu foam @NiMoS Electrocatalyst on graphite rod substrate
تاريخ بهره برداري
10/19/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
زهرا منتظر
چكيده به لاتين
The depletion of fossil fuel reserves and the growing importance of clean energy have made hydrogen a promising alternative fuel, sparking significant interest in its production methods.
One of the best ways to produce hydrogen is through water splitting. This reaction consists of two main half-reactions: the Hydrogen Evolution Reaction (HER) and the Oxygen Evolution Reaction (OER). Using an effective electrocatalyst is crucial for making these reactions efficient.So far, the most common catalysts used for HER have been ruthenium (Ru), platinum (Pt), and iridium (Ir). However, these are too expensive for large-scale industrial use.In this study, we aimed to create a suitable and low-cost electrocatalyst for HER. We used a nickel-molybdenum sulfide nanocomposite because its electronic structure and high catalytic activity make it a very promising candidate for improving hydrogen production. This material was applied as a layer onto a copper foam substrate, which itself was grown on a graphite rod. We analyzed the structure of these nanoparticles using several characterization techniques: X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). To test their electrochemical performance, we used methods like linear sweep voltammetry (LSV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS).Our electrochemical tests showed that the NiMoS/Cu/GR electrocatalyst performs exceptionally well for HER. The results of electrochemical tests show that the NiMoS/Cu Foam/GR electrocatalyst with an overpotential of -79 mV at a current density of 100 mA.cm-2 and a Tafel slope of 57.8 mV.dec-1 of has very good performance for HER. Ultimately, our fabrication method is low-cost and doesnʹt require any binders. Combined with the high catalytic activity and excellent stability of our optimized NiMoS sample, this makes the electrode a strong candidate for commercial applications.
كليدواژه هاي فارسي
پوشش NiMoS/Cu , واكنش تكاملي هيدروژن , ميله گرافيتي , الكتروليز آب , كاتاليزگر
كليدواژه هاي لاتين
NiMoS/Cu coating , Hydrogen evolution reaction , Graphite Rod , Water electrolysis , Electrocatalyst
Author
Zahra Montazer
SuperVisor
Ali Ghaffarinejad