Skip to main content
SUPERVISOR
Ali asghar Ensafi,Behzad Rezaei
علی اصغر انصافی (استاد مشاور) بهزاد رضائی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sahar Saeidi borujeni
سحر سعیدی بروجنی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392
In the present study, fabrication of an inexpensive, tolerable and high performance electrocatalyst for glycerol fuel cells was performed by a combination of noble metals (Pt and Pd) with non-noble metals (Ni and Cu), decorated on nanoporous stainless steel () substrate. The surface morphology and composition of the prepared electrodes were determined using field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD). The electrochemical properties have been investigated in 1.0 M KOH solution by cyclic voltammetry (CV). The performance of the prepared electrodes for glycerol electrooxidation was investigated in 1.0 M KOH solution containing 5.0 wt % glycerol, using CV, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and chronoanalysis tests. In the first section of this study, Pt-Pd electrocatalyst (Pt-Pd/Cu/) was prepared by deposition of copper into the pores of using pulsed electrodeposition, and followed by incomplete galvanic replacement (GR) reaction, as a simple and effective method, between deposited Cu and Pt-Pd in precursor solution. Reduction in Pt-Pd loading (60.1 µg.cm -2 ), high catalytic performance, high mass activity (0.99) and long-term stability are some of the advantages of this electrocatalyst. In second study, improvement of the electrocatalyst features continued by removal of Pt, as an expensive and precious metal, and participation of a transition metal like Ni. Pd/Ni-Cu/ electrode was fabricated by electrochemical deposition of Ni-Cu into the pores of , and decorated by Pd nanoparticles loaded through GR. Electrochemical studies showed that this three metallic system, decorated on , exhibited a long-term stability, high electrochemical active surface area (435.37 cm 2 .mg -1 ) and roughness factor (28.44). Moreover, the noble metal loading was reduced significantly.
در سال های اخیر پژوهش های گسترده ای به منظور کاهش قیمت، افزایش پایداری و بهبود عملکرد کاتالیست های بر پایه فلزات نجیب مورد استفاده در پیل های سوختی الکلی مستقیم صورت گرفته است. در این پروژه تحقیقاتی، به منظور دستیابی به این هدف از سنتز ترکیبات دو یا چند فلزی شامل فلزات نجیب و واسطه بر روی بستری از فولاد زنگ نزن نانومتخلخل () برای اکسایش گلیسرول بهره گرفته شد. در گام نخست، سنتز کاتالیست جدید Pt-Pd/Cu ، بر روی بستری از صورت پذیرفت. ابتدا بستر به روش اکسایش آندی آماده گردید و سپس با اعمال پالس های متوالی پتانسیل نانوحفره های فولاد زنگ نزن از مس انباشته شد، در ادامه از روش جابه جایی خودبه خودی بین فلز قربانی مس و فلزات نجیب برای بارگذاری پلاتین و پالادیوم استفاده شد. نتایج حاصل از مطالعه ساختار کاتالیست حاکی از عدم جایگزینی کامل مس با پلاتین و پالادیوم می باشد. پس از مشخصه یابی ساختار کاتالیست با استفاده از روش های میکروسکوپ روبش الکترونی نشر میدانی (FE-SEM)، طیف نگاری تفرق انرژی پرتو ایکس (EDS) و پراش پرتو ایکس (XRD)، فعالیت الکتروکاتالیستی آن برای اکسایش گلیسرول در محیط قلیایی بررسی گردید. بر طبق نتایج، انباشت مس درون نانوحفره های خودنظم یافته فولاد زنگ نزن علاوه بر ایجاد بستر مناسب برای بارگذاری پلاتین و پالادیوم، باعث بهبود عملکرد و افزایش پایداری کاتالیست نیز شده است. به علاوه، کاهش میزان مصرف پلاتین و پالادیوم (?g.cm -2 1/60)، شکل گیری لایه ای متشکل از نانوذرات با قطر کم تر از 45 نانومتر و افزایش مساحت سطح فعال الکتروشیمیایی (cm 2 .mg -1 5/223( همگی جزء ویژگی های مثبت ساختاری کاتالیست Pt-Pd/Cu/ به شمار می روند. در این کاتالیست، افزایش دانسیته جریان (mA.cm -2 96/59) و فعالیت جرمی الکترود ( 99/0) نسبت به کاتالیست های مشابه مشاهده می شود. هدف از بخش دوم استفاده از فلزات واسطه در ساختار الکتروکاتالیست های بر پایه فلزات نجیب، به منظور کاهش مصرف فلزات نجیب و بهبود کارایی کاتالیستی است. الکتروکاتالیست Pd/Ni-Cu/، با انباشت فلزات نیکل و مس درون حفرات و غوطه ور نمودن آن در محلول حاوی پیش ماده پالادیوم تهیه گردید. نتایج حاصل حاکی از حضور همزمان نیکل و مس در کنار پالادیوم بر روی سطح می باشد. افزایش دو برابری دانسیته جریان اکسایش گلیسرول (mA.cm -2 27/143) نشان داد که Pd/Ni-Cu/ کاتالیست مناسبی برای اکسایش این الکل می باشد. مقایسه عملکرد این کاتالیست نسبت به کاتالیست های مشابه دو یا چند فلزی، افزایش سطح فعال الکتروشیمیایی (cm 2 .mg -1 37/435)، فعالیت جرمی ( 19/2) و R f (44/28) در کنار بهبود مقاومت در برابر عوامل مسموم کننده سطحی را نشان می دهد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی