• شماره ركورد
    34911
  • پديد آورنده

    اميرحسين شيدادل

  • عنوان
    توليد الكتروشيميايي هيدروژن با استفاده از الكتروكاتاليزگر CoFe-LDH/Ni nanotube بر روي بستر فوم نيكل
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    شيمي معدني
  • سال تحصيل
    1402
  • تاريخ دفاع
    1404/12/12
  • استاد راهنما
    فرانك منطقي-محبوبه رباني
  • استاد مشاور
    استاد مشاور ندارم
  • دانشكده
    شيمي
  • چكيده
    با توجه به اينكه نياز به مصرف انرژي روز به روز درحال افزايش است و مصرف سوخت‌هاي فسيلي محدوديت منابع و همچنين آلودگي محيط زيستي را به همراه دارد، همواره نياز پيدا كردن به سوخت هاي جايگزين امري ضروري است؛ لذا دانشمندان در سراسردنيا به دنبال معرفي يك جايگزين مناسب براي سوخت‌هاي فسيلي مي-باشند. توليد الكتروشيميايي هيدروژن با استفاده از كاتاليزگر هاي ارزان با بازدهي بالا يكي از بهترين گزينه ها است كه به عنوان سازوكار ذخيره يك منبع انرژي پاك و پايدار به حساب مي‌آيد. دراين پايان نامه براي اولين بار سنتز نانوساختار CoFe-LDH/Ni nanotube/NF با استفاده از روش الكتروشيميايي در دو مرحله انجام شد. در مرحله اول، با روش پتانسيل ثابت يك لايه نانولوله نيكل بر روي يك زيرلايه فوم نيكل نشانده شده و در مرحله دوم، يك لايه CoFe-LDH به روش پتانسيل ثابت بر روي لايه اول با كنترل شرايط مانند زمان و پتانسيل، رسوب گذاري الكتريكي شد. از آنجا كه زمان و پتانسيل در شرايط رسوب گذاري لايه دوم موثر مي‌باشد، درنتيجه بهينه سازي براي لايه دوم صورت گرفت و آزمون‌هاي رايج الكتروشيميايي براي سنجش فعاليت و پايداري الكتروكاتاليزگرها توسط آزمون هاي الكتروشيميايي در محلول الكتروليت 1 مولار NaOH انجام شد. طبق نتايج، الكترود بهينه شده در زمان 225 ثانيه و پتانسيل 4/1- ولت بازده HER بسيار عالي با اضافه ولتاژ (RHE)mV 5- وmV 237- در چگالي جريان‌هاي mA.cm-²10 و 100، و همين طور پايداري بسيار خوبي دست¬كم تا 12 ساعت از خود نشان داد. نتايج نشان مي‌دهد استفاده همزمان از الكتروكاتاليزگرهاي نانولوله نيكل و CoFe-LDH ، اثر هم افزايي دارد كه باعث افزايش نسبت سطح به حجم و بهبود تعداد مكان‌هاي فعال مي‌شود. به دليل عملكرد بالاي آن براي HER و سنتز ساده، سريع و بدون استفاده از مواد گران قيمت براي آماده سازي، الكترود پيشنهادي مي¬تواند به عنوان يك مورد عالي براي شكافت الكتروشيميايي آب در نظر گرفته شود.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1405/03/16
  • عنوان به انگليسي
    Electrochemical Hydrogen Production Using CoFe-LDH/Ni nanotube Electrocatalyst on Nickel Foam Substrate
  • تاريخ بهره برداري
    3/3/2027 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    اميرحسين شيدادل

  • چكيده به لاتين
    As energy deman‎d continues to rise daily, along with the finite nature of fossil fuels an‎d environmental pollution, there remains a constant need to identify alternative fuels. Hydrogen production via electrochemical processes using inexpensive, high-performance catalysts is one of the best options an‎d serves as a mechanism for storing a clean an‎d sustainable energy source. In this thesis, for the first time, a CoFe-LDH/Ni nanotube/NF nanoarchitecture was synthesized electrochemically in two stages. In the first stage, using a fixed-penetration deposition approach, a Ni nanotube layer was deposited onto a nickel foam substrate. In the second stage, a CoFe-LDH layer was electrodeposited at a fixed potential on the first layer under controlled conditions, such as time an‎d potential. Since the time an‎d potential during the deposition of the second layer influence the process, optimization for the second layer was performed. Conventional electrochemical tests for assessing the activity an‎d stability of electrocatalysts were conducted in a 1 M NaOH electrolyte solution. According to the results, the optimized electrode achieves a very high hydrogen evolution reaction (HER) efficiency at an overpotential (RHE) of 5 mV an‎d −237 mV at current densities of 10 an‎d 100 mA·cm⁻², respectively, after a deposition time of 225 seconds an‎d at a potential of −1/4V. The electrode also demonstrated excellent stability for at least 12 hours. The results indicate a synergistic effect when Ni nanotube an‎d CoFe-LDH electrocatalysts are used simultaneously, which increases the surface-to-volume ratio an‎d enhances the number of active sites. Due to its high performance for HER, along with straightforward, rapid synthesis an‎d avoidance of expensive materials, the proposed electrode could be an excellent can‎didate for electrochemical water splitting.
  • كليدواژه هاي فارسي
    قوم نيكل , الكتروكاتاليزگر , واكنش تكاملي هيدروژن
  • كليدواژه هاي لاتين
    Nickle foam , Electrocatalyst , Hydrogen Evolution Reaction
  • Author
    Amirhosein Sheidadel
  • SuperVisor
    Faranak Manteghi-Mahboubeh Rabbani