30185

رسوب دهي الكتروشيمياييCoFeLDH بر روي نانوساختار NiFeS براي توليد هيدروژن كمك شونده توسط واكنش الكترواكسيداسيون اوره

كارشناسي ارشد

شيمي تجزيه

1400

1402/6/27

علي غفاري نژاد

قاسم براتي دربند

شيمي

روند رو به رشد استفاده از انرژي با منابع سوخت‌‌هاي فسيلي و كاهش تدريجي اين منابع، نگراني‌‌هايي در مورد تامين انرژي آينده به وجود آورده است. بنابراين نياز به استفاده از منابع پاك و تجديدپذير مانند هيدروژن افزايش يافته است. سنتز و پيدايش الكتروكاتاليزگرهاي موثر به منظور توليد هيدروژن به عنوان يك سوخت پاك از اهميت به سزايي برخوردار است. در پژوهش حاضر سنتز نانوساختارCoFeLDH@NiFeS/NF به دو روش جريان ثابت براي لايه NiFeS و پتانسيل ثابت براي لايه دوم (هيدروكسيد دوگانه لايه اي CoFeLDH) روي زيرلايه فوم نيكل انجام شد. از آنجايي كه زمان و پتاتسيل در شرايط رسوب گذاري لايه دوم موثر مي‌باشد، پس بهينه سازي اين دو متغيير صورت گرفت و از آن به عنوان الكترود كار براي واكنش آزادسازي هيدروژن1 (HER) و اكسيداسيون اوره 2 (UOR) در الكتروليز اوره استفاده شد. آزمون‌‌هاي مختلف الكتروشيميايي جهت سنجش فعاليت و پايداري الكتروكاتاليزگرها توسط، ولتامتري روبش خطي، ولتامتري چرخه اي، منحني قطبش ( پلاريزاسيون ) تافل و كرونوپتانسيومتري و در الكتروليت 1 مولار NaOH و 0.5 مولار اوره مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان مي‌دهد كه الكترود بهينه در زمان 225 ثانيه و پتانسيل 1000- ميلي ولت داراي فعاليت HER اميدوار كننده با پتانسيل اضافي (RHE) V 5/191- در چگالي جريان10 ميلي ولت بر سانتي متر مربع( (mV.cm-2 است. علاوه بر اين الكترود بهينه سنتز شده فعاليت بسيار خوبي را براي UOR با پتانسيلV(RHE)1.36براي دستيابي به چگالي جريان mV.cm-210 نشان داد كه دليل آن نسبت سطح به حجم بالا و به حداكثر رساندن تعداد مكان‌‌هاي فعال مي‌باشد.

1402/09/20

Electrochemical deposition of Co-Fe-LDH on Ni-Fe-S nanostructure for hydrogen production assisted by urea electrooxidation reaction

1/1/1900 12:00:00 AM

The growing trend of using energy from fossil fuel sources and the gradual reduction of these sources has caused concerns about future energy. Therefore, the need to use clean and renewable sources such as hydrogen has increased. The synthesis and design of effective electrocatalysts are important to generate hydrogen via urea electrocatalysis with the minimum required energy. In the present research, NiFeS@CoFeLDH nanostructure was synthesized for the first time by electrochemical method in two steps. In the first stage, the first layer of NiFeS was deposited on the nickel foam (NF) substrate, and in the second stage, the second layer of cobalt-iron layered double hydroxide (CoFeLDH)by controlling the electrodeposition condition was deposited on the first. some of the efficient factors such as time and potensial were optimized. The proposed electrode was used as a working electrode for urea-assisted electrochemical hydrogen production. The activity and electrocatalytic stability of the prepared electrodes were performed by linear scan voltammetry, cyclic voltammetry, Tafel polarization curve, and chronopotentiometry in 1 M NaOH and 0.5 M urea electrolyte. The results showed that the optimal electrode (225 s. -1000 mV) has an excellent electrocatalytic activity for hydrogen evolution reaction (HER) equal to -191.5 mV overpotential at a current density of 10 mA. cm-2. In addition, the optimal electrode showed very good activity for urea oxidation reaction (UOR) with a potential of 1.36 V to achieve a current density of 10 mA. cm-2, which is due to the high surface-to-volume ratio, maximizing the number of active sites.

پوشش CoFeLDH@NiFeS , الكتروكاتاليزگر , اكسيداسيون اوره , واكنش توليد هيدروژن , رسوب دهي الكتروشيميايي , فوم نيكل

CoFeLDH@NiFeS coating , Hydrogen production reaction , Urea oxidation , Electrochemical deposition , Nickel foam

Bahareh Nourshargh

Ali Ghaffarinejad