Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Zhiani,Mohamad mohsen Momeni hamaneh
محمد ژیانی (استاد راهنما) محمدمحسن مومنی هامانه (استاد مشاور)
 
STUDENT
Amir Abedini
امیر عابدینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
Glucose is a high energy density, non-toxic, and easy to handle and store fuel. Also, it is available in nature, therefore direct glucose fuel cell is a desirable candidate for the fuel cell investigations. In the recent years, a large number of researches have been carried out and reported on improving the performance of nanocatalysts for both anode and cathode in direct glucose fuel cell. In this project, anode electrodes were made by Hypermec TM Pt free nano catalysts and its performance in glucose electrooxidation reaction compared to conventional palladium anode electrode. Glucose concentration effect on the performance of nano structural anode electrodes was investigated and optimum concentration of glucose was determined, which was 0.1M of glucose and 1M of KOH. Morphological characterization and performance of Hypermec TM Pt free and palladium base electrode were studied by scanning electron microscopy (SEM) and electrochemical methods such a Cyclic Voltammetry (CV), Chronoamperometry, current-voltage curves and Electrochemical impedance spectroscopy(EIS). Study of poisoning, durability and stability of catalysts investigated in this thesis. According to the results, Pd/C10%wt nanocatalyst had a more stability compared to Hypermec TM Pt free nanocatalyst. Finally, a membrane electrode assembly (MEA) with Pt free nano structure electrode and anion exchange membrane were fabricated and developed. The mentioned MEA employed in direct glucose fuel cell. Maximum power density of 22mw.cm -2 were yielded for the MEA containing Hypermec TM Pt free porous anode electrode and 13 mW.cm -2 for the MEA containing Pd/C10%wt porous electrode at the ambient fuel and oxidant pressure. the obtained results are comparable to other works results. Charge transfer and mass transfer resistances were studied by both of electrodes in fuel cell. According to the results, Hypermec TM Pt free electrode had faster electron and mass transfer rates compared to Pd/C10%wt electrode .
گلوکز، دارای دانسیته‌ی انرژی بالایی بوده و به راحتی ذخیره می‌شود. از لحاظ شیمیایی، پایدار و غیر قابل اشتعال است. همچنین غیر سمی بوده و به راحتی در طبیعت یافت می شود. بنابراین پیل سوختی گلوکز مستقیم می‌تواند گزینه‌ی خوبی برای تحقیق در بین پیل‌های سوختی باشد. در سال‌های اخیر تحقیقات گسترده‌ای برای بهبود نانوکاتالیست‌های پیل سوختی گلوکزمستقیم، چه در قسمت آند و چه در قسمت کاتد صورت گرفته است. در این پروژه الکترودهای آند توسط نانوکاتالیست‌های آندی ارزان قیمت غیر‌پلاتینی Hypermec TM ساخته شده و عملکرد آن با الکترودهای مرسوم دارای نانو کاتالیست wt%10Pd/C در واکنش اکسایش الکتروشیمیایی گلوکز مقایسه شده است. با بررسی اثرات غلظت گلوکز بر کارایی الکترودهای آند نانوساختار،غلظت بهینه سوخت تعیین شده است که عبارت است از گلوکز 1/0 مولار و KOH یک مولار. مورفولوژی و رفتارالکترودهای متخلخل بر پایه نانوکاتالیست‌های آندی غیر‌پلاتینی Hypermec TM و پالادیومی با روش میکروسکوپ الکترونی ((SEM ، روش‌های الکتروشیمیایی، منحنی‌های عملکرد در پیل سوختی و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی میزان مسمومیت، مقایسه فعالیت دو نانو کاتالیست و پایداری نانوکاتالیست‌ها از جمله کارهایی است که در این پایان نامه انجام شده است. طبق نتایج، پایداری نانوکاتالیست wt%10Pd/C بیشتر از نانوکاتالیست غیرپلاتینی Hypermec TM است. در نهایت با ساخت و توسعه مجموعه الکترود-غشا با ساختار نانو با الکترود آند غیر‌پلاتینی Hypermec TM وغشای تبادل کننده آنیونی و بکارگیری آن در پیل سوختی گلوکز مستقیم، دانسیته توان22 میلی‌وات بر سانتی متر مربع با آند متخلخل غیر‌پلاتینی Hypermec TM و 13 میلی وات بر سانتی متر مربع با آند متخلخل wt%10Pd/C در شرایط سوخت و اکسیدان ایستا در دمای اتاق بدست آمد که در مقایسه با کارهای مشابه انجام شده نتایج قابل مقایسه است. میزان مقاومت انتقال بار و جرم نیز با هر دو الکترود آند بررسی و مقایسه شد که طبق نتایج الکترود غیر‌پلاتینی Hypermec TM سرعت انتقال الکترون و انتقال جرم بالاتری نسبت به الکترود wt%10Pd/C داشت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی