Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Zhiani,Mohamad mohsen Momeni hamaneh
محمد ژیانی (استاد راهنما) محمدمحسن مومنی هامانه (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mahboube Keshtkar
محبوبه کشت کار

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Evaluation of the performance and nano structure a porous anode electrode base on Pt-free nano catalyts for direct alkaline ethylene glycol fuel cell (DAEGFC)
Among various types of alcohols, ethylene glycol (EG) is one of the most promising candidates for direct alcohol fuel cells (DAFCs). In this project, a porous anode electrode based on Pt-free Hypermec TM nanocatalystwas preparedfor theevaluation of ethylene glycol(EG) electrooxidation in alkaline media. The morphological characterization and treatment of nano catalysts studied by scanning electron microscope (SEM). The images showed porous structures for catalysts that create desirable distribution for fule on the catalyst surface. Performance of this electrode and common palladium anode in EG electrooxidation reaction was compared. The electrochemical behaviors of theseelectrodes wereinvestigated by using cyclic voltammetry and chronoamperometry techniques. The CVresultsshowedclearlythat the Pt-free Hypermec TM is a better catalyst for EG oxidation reaction than the Pd/C (10% wt),the onset potential at thePt-free Hypermec TM wasabout 80 mV more negative.The current density value obtained for the Pt-free Hypermec TM was77 mA mg -1 metal and for Pd/C (10% wt) was 30 mA mg -1 metal .Therefore,the Pt-free Hypermec TM catalyst hadthe higher catalyticactivity than Pd/C (10% wt) electrocatalyst.The ratio of the forward to the backward current (I f /I b ) was highest for the Pt-free Hypermec TM , indicating better oxidation of the EG and less catalystpoisoning by the products ofoxidation compared to the Pd/C (10% wt). The ratio of the current response of the forward anodic peak (I f ) to their verse anodic peak (I b ) is a measure of the fraction of the catalystsurface which has not been poisoned.The higher value ofI f /I b ,is equivalentto less poisoning of the electrode. Within the error limits, the value ofI f /I b obtained for the Pt-free Hypermec TM (2.36) was comparable to the1.57for Pd/C (10% wt).The resultsof DEGFC with Pt-freeHypermec TM anode catalyst and anion exchange membraneshoweda maximum power density of 17.7 mW cm ?2 , which was higher than Pd/C (10%wt) (only 8.3 mW cm ?2 ) at 25 ? C. the results of fuel cell performance were in consistent with the three electrode experiment results.
در این پروژه، به ساخت الکترود آند متخلخل بر پایه نانو کاتالیست غیر پلاتینی جهت توسعه نواحی سه فازی در الکترود پرداخته شده است و سپس فعالیت الکتروکاتالیست در اکسایش اتیلن گلیکول در محیط قلیایی بررسی شد. اتیلن گلیکول به سبب سمیت کم آن، نقطه جوش بالا (K471)، چگالی انرژی بالا ( Wh dm -3 56/7) و واکنش پذیری نسبتا بالا، به عنوان یک سوخت با ارزش مورد توجه زیادی قرار گرفته است. بنابراین، لازم است که آن را به عنوان یک سوخت برای پیل سوختی معرفی کرد. ریز ساختار لایه کاتالیست ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که لایه کاتالیست حاوی نانو ذرات غیر پلاتینی و لایه کاتالیست حاوی نانوکاتالیست wt)10%( Pd/C دارای ساختار متخلخل هستند. در این تحقیق در ساخت الکترود در سل سه الکترودی و در پیل سوختی از نانو کاتالیست غیرپلاتینی Hypermec TM استفاده شده است و سپس رفتار و کارایی الکترود با استفاده از روش های ولتامتری چرخه ای، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی وکرونوآمپرومتری بررسی شده است. نتایج حاصل از ولتامتری چرخه ای، مقدار چگالی جریان پیک های اکسیدی بر روی الکترود غیر پلاتینی Hypermec TM را µA µg -1 metal 78 نشان می دهد که بیش از دو برابر بزرگتر از، چگالی جریان پیک های اکسیدی الکتروکاتالیست wt)10%( Pd/C با مقدار µA µg -1 metal 30 می باشد. با بررسی نسبت جریان پیک آندی رفت به پیک آندی برگشت برای هر دو الکتروکاتالیست، مقدار این نسبت در صورت استفاده از الکتروکاتالیست غیرپلاتینی Hypermec TM و الکتروکاتالیست wt)10%( Pd/C به ترتیب 36/2 و 57/1 است. این نسبت مسمومیت کمتر الکتروکاتالیست غیرپلاتینی Hypermec TM را توسط محصولات حاصل از اکسایش نشان می دهد. نتایج پیل سوختی اتیلن گلیکول مستقیم با غشاء تبادل آنیون با نانو کاتالیست آندی غیرپلاتینی Hypermec TM یک پیک چگالی توان mW cm -2 7/17 را که بیشتر از wt)10%( Pd/C با مقدار چگالی توان mW cm -2 6/8 می باشد (در دمای C° 25) از خود نشان می دهد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی