Skip to main content
SUPERVISOR
Ali asghar Ensafi,Behzad Rezaei
علی اصغر انصافی (استاد مشاور) بهزاد رضائی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fatemeh Karimi alavije
فاطمه کریمی علویجه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Preparation of Cobalt Oxide nanoparticles (Co3O4) on three- dimensional carbon nanotubes bed and its application in hydrogen evolution reaction for using in fuel cells
In this article, electro catalyst was synthesized easily for Hydrogen Evolution Reaction (HER). The electro catalyst contain Co 3 O 4 nanoparticles on three dimensional carbon nanotubes as nanoparticles bed. Having high surface area and low charge transfer resistance are the three dimensional carbon nanotubes significant specifications which are so important for suitable bed in electro catalyst. Electrochemical properties of Co 3 O 4 /3D CNTs were investigated in 0.50 M H 2 SO 4 solution and 1.0 M KOH solution separately and compare the result with Pt electro catalyst (Pt/C 30%) as an ideal HER electro catalyst. In acidic solution, Co 3 O 4 /3D CNTs and Pt/C 30% have the similar demeanor like high current density (1200mA/cm 2 ), low onset potential (0/24 V) and high stability (more than 10000 cycles); also synthesized electro catalyst has desirable behavior in alkaline solution in contrast. For figuring out the mechanism of the HER reactions in both solutions, Tafel slop was used; Volmer- Heyrovsky mechanism in H 2 SO 4 0/50 M solution and Volmer-Tafel mechanism in KOH 1/0 M solution were conformed.
در این پایان نامه به روشی ساده الکتروکاتالیستی برای انجام فرآیند آزادسازی هیدروژن ساخته شد. این الکتروکاتالیست حاوی نانوذراتی از کبالت اکساید است که روی بستر سه بعدی نانولوله های کربنی قرار گرفته است. بستر سه بعدی نانولوله های کربنی دارای دو ویژگی مهم هستند1. مساحت سطح بالایی دارند و2.دارای مقاومت انتقال الکتیریکی پایینی هستند که این دو ویژگی برای داشتن یک بستر مناسب الکتروکاتالیست مهم است. با انجام آزمایش های الکتروشیمیایی ویژگی های الکتروکاتالیست در دو محیط اسید سولفوریک 5/0 مولار و پتاسیم هیدروکسید 0/1 مولار بررسی شد و با الکتروکاتالیست پلاتین که دارای ویژگی های ایده آل برای فرآیند آزادسازی هیدروژن است مقایسه شد. بنابر مقایسه انجام شده الکتروکاتالیست حاوی نانو ذرات کبالت اکساید تهیه شده با الکتروکاتالیست پلاتین قابل رقابت و هم تراز است، در محیط اسیدی کاتالیست دارای رفتاری مشابه الکتروکاتالیست پلاتین از خود نشان داد از جمله داشتن چگالی جریان بالا(mA/cm 2 1200 )، پتانسیل شروع کم(V24/0) و پایداری بالا (10000 دوره یا سیکل)و در محیط قلیایی نیز رفتار مناسبی نشان داد. با بررسی شیب تافل در محیط اسیدی به این نتیجه رسیدیم که الکتروکاتالیست در فرآیند آزادسازی هیدروژن از مکانیسم والمر-هیروفسکی و در محیط بازی از مکانیسم والمر-تافل تبعیت می کند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی