Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Zhiani,Behzad Rezaei,Ali asghar Ensafi
محمد ژیانی (استاد راهنما) بهزاد رضائی (استاد راهنما) علی اصغر انصافی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Majid Sedighi
مجید صدیقی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
Direct methanol fuel cell (DMFC) is being widely investigated and considered as a prospective and potential power source for the application in traortation, portable electronics, residential power sources. However, DMFC still has some problems that need to be solved. At the present time, the most important disadvantages for DMFC are the reduce kinetics at the electrodes mainly at the oxygen electrode, the sensitivity of the electrodes to carbon monoxide poising and low operating temperature, that lead to need high Pt catalyst and high cost. Thus, studying on the disadvantages removal of DMFC is an important subject. One method for enhancing the performance of liquid-type fuel cell is the adding of additives. In recent years, utilization of ionic liquids (ILs) as electrolyte additives and membrane modifies is considered as a new topic in studies of batteries and fuel cells. ILs are molten salts resulting from the combination of organic cations and various anions. They are non-volatile and non-flammable, have high thermal stability. Considering their electrochemical properties, ILs have electrochemical windows that are much greater than those for aqueous electrolytes. Resently many researches have concentrated for using of ILs in PEMFC composite membrane. This sterategy, operating temperature of PEMFC raise to over 100 o C without humidification. Due to interaction between electrodes and membranes at membrane electrode assembly, catalysts are affected by the presence of ILs in the composite membranes. In the present work, for the first time, the effects of four ILs as a fuel additive were studied in DMFC. A family of alkylammonium hydrogen sulfate ILs, which are different in the number of alkyl chain, is investigated with the aim to compare effects of their structure on the electrochemical behavior of methanol electrooxidaton. Effect of ILs structure on the performance of DMFCs anode has been studied by different electrochemical methods such as cyclic voltammetry (CV), Chronoamperometric (CA), linear sweep voltammetry (LSV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results show that with increasing of alkyl chain of ILs cation, the electroactivity of catalyst decrease in methanol oxidation reaction related to beetle active sites of catalyst by cation of ILs. A possible explanation is that with increasing the number of alkyl chain, bulk resistance increased and proton transfer to the catalyst surface decreases as well. Finally by analyzing test results it could be concluded, Although ILs successfully employed in composite membrane at PEMFC, but they have negative effect on intrinsic activity of DMFC and PEMFC anode catalyst.
اخیراً تحقیقات زیادی جهت کاربرد مایعات یونی در غشای کامپوزیتی پیل های سوختی پلیمری انجام شده است. استفاد? مایعات یونی در غشاهای کامپوزیتی به دلیل دستیابی به دماهای بالاتر از 100 درجه سانتیگراد و راندمان بیشتر و عملکرد بهتر پیل های سوختی بوده است. در این پروژه تحقیقاتی برای اولین بار از مایعات یونی به عنوان یک ماد? افزودنی درسوخت پیل های سوختی متانولی مستقیم استفاده شد و به بررسی اثر ساختار مایعات یونی بر روی الکترود آند این نوع از پیل های سوختی پرداخته شده است. استفاده از مواد افزودنی در سوخت یک روش مناسب برای بهبود خواص پیل سوختی بدون ایجاد تغییرات قابل توجه در ساختار الکترود، غشاء و به طور کلی پیل سوختی است که در این پروژه با به کارگیری هدف دار مایعات یونی دارای گروه آنیونی یکسان و اسکلت کاتیونی مشابه، ارتباط بین ساختار مایعات یونی و رفتار الکتروشیمیایی واکنش اکسیداسیون متانول مورد مطالعه قرار گرفت. مایعات یونی به کار گرفته شده همگی مشتقات بوتیل آمونیوم هیدروژن سولفات هستند و تنها در تعداد گروه های آلکیلی متصل به اتم نیتروژن کاتیون آمونیوم با یکدیگر متفاوت می باشند. به منظور آشکارسازی رفتار الکتروشیمیایی اکسیداسیون متانول در حضور و عدم حضور مایعات یونی توسط کاتالیست رایج به کار رفته در پیل های سوختی پلیمری و متانولی PtRu/C، از روش های الکتروشیمیایی کرونوآمپرومتری، ولتامتری چرخه ای، ولتامتری روبش خطی و طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی استفاده شده است. با توجه به نتایج می توان گفت که اگرچه با افزایش تعداد زنجیر? گروه های آلکیلی دانسیت? جریان اکسیداسیون متانول توسط کاتالیست PtRu/C کاهش می یابد ولی تحمل کاتالیست در برابر گروه های هیدروکربنی حدواسط حاصل از هیدروژن زدایی متانول بیشتر می شود. داده های طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی در پتانسیل 5/0 ولت نشان داد که با افزایش تعداد زنجیر? گروه های آلکیلی مایعات یونی مقاومت انتقال بار افزایش می یابد که گویای سینیتیک کند اکسایش متانول در پتانسیل 5/0 ولت با افزایش تعداد زنجیر? گروه های آلکیلی است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی