16595

16595

نشانش الكتروشيميايي و همزمان نانوكاتاليزور دوفلزي پالاديوم/نقره همراه با گرافن بر روي پارچه‌ي كربني به منظور اكسايش الكتروشيميايي متانول در محيط قليايي

كارشناسي ارشد

شيمي تجزيه

آبان 1395

دكتر علي غفاري نژاد

شيمي

پيل هاي سوختي وسايل تبديل انرژي هستند كه از طريق الكتروشيميايي و با بازده بالا انرژي شيميايي موجود بين سوخت و اكسيدانت را به الكتريسيته تبديل مي كنند. از بين انواع متفاوت پيل هاي سوختي طراحي شده، پيل هاي سوختي متانول مستقيم(DMFC) به عنوان يك گزينه عالي به منظور تأمين انرژي وسايل الكتريكي قابل حمل، مثل لپ تاپ، دوربين هاي ديجيتال و تلفن هاي همراه، بسيار مورد توجّه قرار گرفته اند. در مقايسه با باتري هاي معمولي، DMFCها چگالي توان بالاتري تأمين مي¬كنند، طول عمر بيش تري دارند و تقريباً بلافاصله شارژ مي¬شوند. متانول منبع انرژي الكتروشيميايي مناسبي به منظور كاربرد در DMFC است و به عنوان راه حلّي مناسب براي تأمين انرژي در صنعت حمل و نقل به شمار مي¬رود. در اين مطالعه گرافن به همراه نانوكاتاليزگرهاي دو فلزي نقره-پالاديوم (G-PdAg) براي اوّلين بار با روش نشانش الكتروشيميايي درجا و تك مرحله¬اي بر روي سطح الكترود پارچه كربني قرار داده شد(G-PdAg/CC) و عملكرد الكتروكاتاليزگري آن براي واكنش الكترواكسيداسيون متانول در محيط قليايي مورد بررسي قرار گرفت. علاوه بر آن نانو كاتاليزگرهاي G-PdAg با تركيب درصدهاي متفاوت پالاديوم نسبت به نقره بر روي پارچه كربني (G-PdAg(m:n)/CC) سنتز شد، تا تركيب درصد با بالاترين فعّاليّت الكتروكاتاليزوري مشخّص شود. نتايج حاكي از اين است كه علي رغم عدم فعاليت الكتروكاتاليزگري الكترود G-Ag/CC در واكنش اكسيداسيون متانول، اضافه شدن نقره به ساختار الكترود باعث بهبود قابل توجهي در فعاليت الكتروكاتاليزگري پالاديوم، از جمله افزايش زياد چگالي جريان پيك اكسيداسيون (تا 1300 ميلي آمپر بر ميلي گرم پالاديوم)، كاهش پتانسيل آغاز (تا 68/0- ولت) و افزايش قابل توجه مقاومت كاتاليزور در برابر مسموميت توسط گونه¬هاي حد واسط براي اين واكنش مي¬شود.

1395/11/23

1/1/1900 12:00:00 AM

Fuel cells have enjoyed a rising popularity in recent years, which is mainly due to their zero to no emission, high energy conversion efficiency an​d the absence of any moving parts in their structure. The direct methanol fuel cell (DMFC) is a promising candidate for powering portable electronic devices such as laptops, digital cameras an​d cell phones. Compared with conventional batteries, DMFCs could provide a higher power density with a longer lifetime an​d almost instant recharging. Liquid methanol, as an excellent electrochemical energy source, is suitable for developing DMFCs an​d is highly promising as a future power solution for the transportation industry. In this study graphene supported palladium (G-Pd), silver (G-Ag) an​d bimetallic palladium- silver (G-PdAg) nanocatalysts were electrodeposited in situ an​d via a one-step procedure on carbon cloth an​d their electrocatalytic activities towards methanol oxidation in alkaline media were investigated. Furthermore, G-PdAg nanocatalysts on carbon cloth (G-PdAg/CC) with different Pd to Ag loading ratios (G-PdAg(m:n)/CC) were prepared using the same one-step an​d in situ electrodeposition method an​d the electrocatalytic performance towards methanol oxidation in alkaline solution was investigated. The results indicate, that although G-Ag/CC itself shows no significant activity for methanol electrooxidation, Ag is capable of promoting Pd in its electrochemical activity towards methanol oxidation reaction. The as-prepared modified G-PdAg(1:1)/CC electrode demonstrates greatly enhanced peak current density (1300 mA/mgPd), lower on-set potential of methanol oxidation (-0.68 V), improved resistance against poisoning effect of carbonaceous species fomed during methanol oxidation an​d better stability for MOR.