• شماره ركورد
    34693
  • پديد آورنده

    زينب شكري

  • عنوان
    بررسي تاثير مورفولوژي و درصد وزني BNدر كامپوزيت GO/BNبر خواص جذب الكتروشيميايي هيدروژن
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي مواد و متالورژي
  • سال تحصيل
    1402
  • تاريخ دفاع
    1404/12/06
  • استاد راهنما
    دكتر حسين آقاجاني
  • استاد مشاور
    دكتر محمد روستائي
  • دانشكده
    مهندسي مواد و متالورژي
  • چكيده
    با توسعه سري صنعت، تقاضا براي انرژي نيز رو به افزايش است. احتراق سوختهاي فسيلي زغالسنگ، نفت و گاز طبيعي منجر به مشكلات آلودگي محعيط زيسعت و همينعين محعدود شعدن ذخعاير آنهعا ميشعود. بنابراين، توسعه مناب انرژي تجديدپذير ميتواند جايگزين مناسبي براي آنها باشد. نيتريد بور، مادهاي است كه از بسياري جهات مانند سطح ويژه بالا، استحكام مكانيكي، مقاومت در برابر اكسيداسيون و چگالي كم به گرافيت شباهت دارد؛ به همين دليل يك انتخاب مناسب براي ذخيره سازي هيدروژن است. همينين اكسيد گرافن ) ،(GOبا نسبت سطح به حجم بالا ميتواند هيدروژن بيشتري را در تمام مكانهاي جذب ساختار لانه زنبوري نيتريد بور موجود، ذخيره كند. اين پژوهش سنتز نيتريد بور به روش احياي مستقيم بوريك اسعيد و سنتز اكسيد گرافن به روش هامرز بهبود يافته را گزارش ميدهد. سپس براي سنتز كامپوزيت ايعن دو معاده روش هيدروترمال صورت گرفته است. براي اثبات موفقيت آميز بودن روش سنتز، از روشهاي مشخصهيعابي مختلفي استفاده شعده اسعت. پعراش پرتعو ايكعس ( ،)XRDطيفسعنجي رامعان ()Raman Spectroscopy تشكيل نيتريد بور و اكسيد گرافن را تأييد كردند. علاوه بعر ايعن، آزمعون BETبعراي تعيعين سعطح ويعژه و تخلخل مواد انجام شد. همينين، ميكروسكوپ الكتروني روبشي حضور سعاختار دوبععدي را نشعان داد. ايعن تصاوير نشاندهنده توزي نسبتا يكنواخت صفحات نيتريد بور و اكسيد گرافن در كنار يكديگر و تشكيل يك ساختار متخلخل و چندلايه بودند كه براي نفوذ الكتروليت و يونها مناسعب اسعت. ظرفيعت ذخيعره سعازي هيدروژن نمونههعاي سعنتز شعده بعا اسعتفاده از روش الكتروشعيميايي سعه الكتعرودي در محلعول پتاسعيم هيدروكسيد ( 3 )KOHمولار ارزيابي شد. ولتامتري چرخهاي ( )CVدر بازه پتانسيلي -1تا ،V 0/2شعارژ و دشارژ گالوانوستاتيك ( )GCDدر بازه پتانسيلي -1تا V 0و طيف سنجي امپعدانس الكتروشعيميايي ()EIS براي بررسي نمونه بهينه استفاده شد. بيشترين ظرفيت ويژه مربوط به نمونه 50GO-50BNبه دست آمد كه برابر با 34/48 F.g-1در نرخ روبش 10 mV.s-1است. مقدار ظرفيت ذخيرهسازي هيدروژن اين نمونه نيعز در چگالي جريان 10 mA.g-1برابر با 791/66 F.g-1است. اين نتايج بيانگر آن است كه خواص همافزايي اكسيد گرافن و نيتريد بور، با ايجاد تعادل ميان رسانايي الكتريكي و پايداري و سطح ويژه فعال نقعش مهمعي بعراي جذب الكتروشيميايي و ذخيرهسازي برگشتپذير هيدروژن فراهم ميكند
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1405/02/02
  • عنوان به انگليسي
    Investigating the Effect of BN Morphology an‎d Weight Percentage in GO/ BN Composite on Electrochemical Hydrogen Storage Application
  • تاريخ بهره برداري
    2/25/2027 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    زينب شكري

  • چكيده به لاتين
    With the rapid development of industry, the deman‎d for energy is also increasing. The combustion of fossil fuels such as coal, oil an‎d natural gas leads to environmental pollution problems an‎d the limitation of their reserves. Therefore, the development of renewable energy sources can be a suitable alternative to them. Boron nitride is a material that is similar to graphite in many aspects such as high specific surface area, mechanical strength, oxidation resistance an‎d low density; therefore, it is a suitable choice for hydrogen storage. Also, graphene oxide (GO), with its high surface area to volume ratio, can store more hydrogen in all the adsorption sites of the existing boron nitride honeycomb structure. This research reports the synthesis of boron nitride by direct boric acid reduction an‎d the synthesis of graphene oxide by improved Hammers method. Then, a hydrothermal method was used to synthesize the composite of these two materials. To prove the success of the synthesis method, various characterization methods were used. X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy confirmed the formation of boron nitride an‎d graphene oxide. In addition, BET test was performed to determine the specific surface area an‎d porosity of the materials. Also, scanning electron microscopy showed the presence of a two-dimensional structure. These images showed a relatively uniform distribution of boron nitride an‎d graphene oxide sheets next to each other an‎d the formation of a porous an‎d multilayered structure that is suitable for the penetration of electrolyte an‎d ions. The hydrogen storage capacity of the synthesized samples was eva‎luated using a three-electrode electrochemical method in 3 M potassium hydroxide (KOH) solution. Cyclic voltammetry (CV) in the potential range of -1 to 0.2 V, galvanostatic charge an‎d discharge (GCD) in the potential range of -1 to 0 V an‎d electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were used to investigate the optimal sample. The highest specific capacitance was obtained for the 50GO-50BN sample, which is equal to 34.148 F.g-1 at a scan rate of 10 mV.s-1. The hydrogen storage capacity of this sample is also equal to 791.66 F.g-1 at a current density of 10 mA.g-1. These results indicate that the synergistic properties of graphene oxide an‎d boron nitride, by creating a balance between electrical conductivity an‎d stability, an‎d the active specific surface area plays an important role for electrochemical adsorption an‎d reversible hydrogen storage.
  • كليدواژه هاي فارسي
    نيتريد بور، اكسيد گرافن، ناهم ساختار، ذخيره سازي الكتروشيميايي هيدروژن
  • كليدواژه هاي لاتين
    Boron Nitride (BN), Graphene Oxide (GO), Heterostructures, Electrochemical Hydrogen Storage (EHS).
  • Author
    Zeinab Shokri
  • SuperVisor
    Prof. Dr. Hossein Aghajani