28364

سنتز الكتروشيميايي NiCoSe به روش ولتامتري چرخه‌اي برروي ورق گرافيت و بررسي كاربرد آن در توليد هيدروژن

كارشناسي ارشد

شيمي-تجزيه

1399

1401/12/22

دكتر علي غفاري نژاد

شيمي

در اين پژوهش ساختمان و كارآيي الكتروكاتاليست نانوساختار متخلخل تك پارچه‌ي ((NixCo1-x)2Se) برروي ورق گرافيت تجاري در واكنش توليد هيدروژن محيط قليايي(HER) مطالعه قرار گرفته است. در گام اول عوامل اصلي دخيل روش سنتزي تك مرحله‌اي، ارزان و با آماده سازي راحت ولتامتري چرخه‌اي(CV)، به روش آماري بهينه سازي شده‌اند. براي مدل‌سازي و بهينه‌سازي عوامل اصلي موثر دخيل در اين روش شامل: سرعت روبش پتانسيل(CV)، تعداد چرخه‌(CN) و نسبت كاتيون فلزات(Ni/Co%) از روش مستحكم سطح پاسخ(RSM) بر پايه‌ي طراحي تركيبي آزمايش مركب مركزي محدود شده(ICCD) بهره‌گيري شده. در گام دوم نقطه‌ي بهينه‌ي حاصل از مدل پيشنهاد شده بر مبناي تحليل واريناس(ANOVA) در مقادير متفاوت pH سنتز گرديد، سپس فعاليت كاتاليزروي آن بررسي شد. براساس مدل درجه‌ي دوم، بهترين ساختار مورد پيش‌بيني، با سرعت روبش پتانسيل mV.s-1 10 و 40 چرخه هاي متوالي و با نسبت 1:2 از نيكل به كبالت در pH معادل با 2 در چگالي جريان mA.cm-2100 تنها به mV221- اضافه پتانسيل براي توليد گاز هيدروژن در محيط قليايي M NaOH1 نياز دارد، كه مبين فعاليت مطلوب اين كاتاليزور در فرآيند توليد هيدروژن است. هدف اصلي اين پژوهش ساخت يك نانوالكتروكاتاليست با عملكرد مطلوب و پايدار با استفاده از عناصر ارزان و در دسترس فلزات واسطه، برروي بستر رساناي الكتريكي گرافيت براي توليد هيدروژن در مقياس بالا است.

1402/02/19

Electrochemical synthesis Co­NiSe by cyclic voltammetry method on graphite sheet and study of its application in hydrogen evolution reaction

3/12/2024 12:00:00 AM

The construction and activity of self-supported porous nanostructure electrocatalyst (NixCo1-x)2Se@Graphite sheet in alkaline hydrogen evolution reaction (HER) has been investigated. In a first step, the main parameters involved in the easy preparation, cheap and one-step cyclic voltammetry (CV) electrodeposition method, have been Statistically optimized. To modeling and optimization the main factors involved in this method containing: potential scan rate (SR), cycle numbers (CN) and metal cation ratio (Ni/Co%) from robust response surface methodlogy (RSM) based on inscribed central composite experimental design (ICCD) is used. In the second step, the optimum condition obtained from the suggested model based on Varinas analysis (ANOVA) at different pH values was synthesized, then its catalytic activity was studied. Based on the quadratic model, the best predicted nanostructure, with potential scan rate of 10 mV.s-1 with 40 cycles and ratio of 1:2 of Ni:Co at pH equal to 2, at current density of 100mA.cm-1 only requires -221mV overpotential to carry out hydrogen gas in 1M NaOH alkaline media, which indicates the favorable activity of this catalyst in the hydrogen Evolution reaction.

توليد هيدروژن , ولتامتري چرخه‌اي , طراحي آزمايش

Hydrogen Evolution Reaction , (CV)Cyclic Voltammetry , Design of experiments

mahdi valikhani

ali ghaffarinejad