18530

۱۸۵۳۰

اصلاح پارچه كربني با نانوساختارهاي نيكل اكسيد و نانوذرات پالاديم به عنوان آند براي اكسايش متانول، اتانول و اتيلن گليكول در پيل‌هاي سوختي الكل مستقيم

كارشناسي ارشد

شيمي تجزيه

بهمن ماه ۱۳۹۶

دكتر علي غفاري نژاد

دكتر سيد حجت اله كاظمي قهفرخي

شيمي

رشد روزافزون دانش، فناوري و جمعيت و نياز آن‌ها به انرژي باعث شده است تا استفاده از راه‌هاي پرهزينه و آلاينده سوزاندن سوخت‌هاي فسيلي مورد ترديد قرار گرفته و پژوهشگران به دنبال راه‌هاي جايگزين براي توليد و ذخيره انرژي باشند. يكي از بهترين گزينه‌هاي موجود براي رسيدن به اين هدف پيل‌هاي سوختي هستند. پيل‌هاي سوختي براي رسيدن به مرحله استفاده گسترده با چالش‌هاي زيادي رو به رو هستند. از اين‌چالش‌ها مي‌توان به بهره بردن از كاتاليزگر‌هاي گران قيمتي چون پالاديم و همچنين مسموميت كاتاليزگر اشاره كرد. براي اين منظور استفاده از مواد كامپوزيتي در دستور كار پژوهشگران قرار گرفته است. در اين پژوهش الكترود پارچه كربني (CC) حاوي كامپوزيت Pd/NiO با روش الكتروشيميايي و با موفقيت سنتز شد‌‌‌‌‌‌‌‌. الكترود حاصل (Pd/NiO/CC) در برخي از سوخت‌هاي الكلي رايج شامل متانول، اتانول و اتيلن گليكول با غلظت ۱ مولار كه هر كدام در محيط حاوي ۱ مولار پتاسيم هيدروكسيد تهيه شده بودند با استفاده از روش‌هاي ولتامتري چرخه‌اي، كرونو آمپرسنجي و اسپكتروسكوپي امپدانس الكتروشيميايي مورد بررسي قرار گرفتند و نتايج آن با نتايج به دست آمده از الكترودهاي CC، NiO/CC و Pd/CC مقايسه شد. الكترود پيشنهادي در مقايسه با الكترود Pd/CC توانست قابليت‌هاي خوبي را از جمله بازدهي ‌‌‌‌اكسايش و پايداري بيشتر را نشان دهد. كليد واژه: پيل سوختي، پيل سوختي الكل مستقيم، پيل سوختي متانول مستقيم، پيل سوختي اتانول مستقيم، پيل سوختي اتيلن گليكول مستقيم، الكتروكاتاليز واكنش اكسايش الكل، نيكل اكسيد، پالاديم، پارچه كربني، آند پيل سوخت

1396/12/08

2/27/2018 12:00:00 AM

Palladium nanoparticles/nickel oxide nanostructures/carbon cloth (Pd NPs/NiO NSs/CC) catalyst was fabricated on CC nanofibers as a substrate for direct alcohol fuel cell (DAFC) anode. Two step electrodeposition of NiO NFs and Pd NPs was done through the chronopotentiometric methods. Deposition of NiO NFs was under heating, while Pd NPs deposition was performed at room temperature. The morphology and composition of the catalyst components was investigated by scanning electron microscopy (SEM), X-Ray diffraction (XRD). In addition, the electrochemical properties of the catalyst toward electrochemical oxidation of alcohols including methanol, ethanol and ethylene glycol in alkaline medium were studiedby cyclic voltammetry (CV), chronoamperometry (CA) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurments. In comparision to Pd NPs/CC electrode, the catalyst showed higher electrocatalytic activity due to the larger surface area provided by NiO NFs and longer durability for the alcohol electro-oxidation. Keywords: Fuel cell, Direct Alcohol Fuel Cell (DAFC), Direct methanol fuel cell (DMFC), Direct ethanol fuel cell (DEFC), Direct ethylene glycol fuel cell (DEGFC), Alcohol oxidation reaction electrocatalysis, Nickel Oxide, Palladium, Carbon cloth, Fuel cell anode