31636

سنتز كاتاليزگر نيكل-كبالت به روش ولتامتري چرخه اي بر بستر ميله گرافيتي براي توليد هيدروژن و اكسيژن در محيط قليايي

كارشناسي ارشد

شيمي تجزيه

1401

1403/6/27

علي غفاري نژاد

ندارم

شيمي

هدف اين پايان نامه بهبود الكتروكاتاليزگري بر پايه نيكل-كبالت براي واكنش تكامل هيدروژن (HER) و واكنش تكامل اكسيژن (OER) است. نوآوري اين مطالعه مربوط به روش سنتز يك مرحله اي الكتروكاتاليزگرها با استفاده از ولتامتري چرخه اي بر روي بستر ميله گرافيتي مي باشد كه رويكرد الكتروشيميايي منحصر به فرد را ارائه مي دهد. بهترين شرايط براي توليد كاتاليزگر مؤثر با بررسي متغيرهاي مختلف مانند تعداد چرخه، سرعت روبش و نسبت غلظت نيكل-كبالت (Ni:Co) مطالعه شد. آزمون هاي مختلف الكتروشيميايي از جمله: ولتامتري روبش خطي، ولتامتري چرخه اي، منحني قطبش تافل و كرونوپتانسومتري در الكتروليت يك مولار سديم هيدروكسيد (NaOH) جهت بررسي پايداري، فعاليت و سينتيك تمام الكتروكاتاليزگرهاي سنتز شده انجام شد. نتايج به دست آمده نشان مي‌دهد كه پوشش Ni-Co نشانده شده روي ميله گرافيتي در شرايط بهينه داراي فعاليت واكنش تكامل هيدروژن بالقوه با پتانسيل مازادهاي 255- و 403- ميلي‌ولت (نسبت بهRHE ) در چگالي‌ جريان هاي mA.cm-2 10 و 100 به ترتيب است. علاوه بر اين، الكتروكاتاليزگر Ni-Co توليد شده در فرآيند تكامل اكسيژن نيز عملكرد خوبي را نشان مي دهد و در چگالي جريان mA.cm-2 10 فقط به 380 ميلي¬ولت (نسبت بهRHE ) پتانسيل مازاد نياز دارد؛ علت آن را مي توان ريزساختارها و افزايش نسبت سطح به حجم، سطح فعال الكتروكاتاليزگري بالا و اثر هم افزايي عناصر دانست. استفاده از روش سنتز يك مرحله اي ساده و بدون چسب، استفاده از عناصر غيرنجيب و بستر ارزان قيمت دركنار پايدار بودن الكتروكاتاليزگر سنتز شده باعث ارائه يك كاتاليزگر بسيار كارآمد و مقرون به صرفه براي الكتروليزآب و توليد هيدروژن مي شود.

1403/09/05

Synthesis of nickel-cobalt catalyst by cyclic voltammetry on graphite rod for oxygen and hydrogen evolution reactions in the alkaline aqueous media

9/17/2025 12:00:00 AM

This research looks at NiCo-based electrocatalytic improvements for hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER). The technique of synthesis, which uses cyclic voltammetry (CV) on the rod of graphite as substrate, provides a unique one-step electrochemical approach. The best conditions for effective catalyst production were discovered by fine-tuning parameters such as cycle numbers, scan speed, and Ni:Co concentration ratios. The major findings indicate that the enhanced Nickel-Cobalt film on a graphite rod demonstrates promising HER performance. Notably, it exhibits moderate overvoltage of -255 mV and -403 mV at current densities of 10 mA cm⁻² and 100 mA cm⁻², respectively. Furthermore, the Nickel-Cobalt electrocatalyst produced requires just 380 mV overvoltage to achieve 10 mA cm-2 current density, showing good efficiency of this electrode in OER. This study highlights its high stability, activity, and improved kinetics, attributing these characteristics to new microstructures, a binder-free electrodeposition procedure, and the combined benefits of Nickel and Cobalt. The proposed Nickel-Cobalt electrode, developed through a simple and cost-effective electrochemical deposition, demonstrates high efficiency for both HER and OER, making it a promising candidate for sustainable hydrogen generation.

الكتروكاتاليزگر، پوشش Ni-Co، الكتروليز آب، ميله گرافيتي

Electrocatalyst; Ni-Co coating; Water splitting; Graphite rod

melika rahimian

ali ghaffarinejad