ساخت و بررسی الکتروکاتالیست های آندی برپایه نانوذرات پلاتین روی بسترهای مختلف برای کاربرد در پیل های سوختی الکلی مستقیم
ساخت و بررسی الکتروکاتالیست های آندی برپایه نانوذرات پلاتین روی بسترهای مختلف برای کاربرد در پیل های سوختی الکلی مستقیم
ساخت و بررسی الکتروکاتالیست های آندی برپایه نانوذرات پلاتین روی بسترهای مختلف برای کاربرد در پیل های سوختی الکلی مستقیم
نوع: Type: پایان نامه
مقطع: Segment: دکتری
عنوان: Title: ساخت و بررسی الکتروکاتالیست های آندی برپایه نانوذرات پلاتین روی بسترهای مختلف برای کاربرد در پیل های سوختی الکلی مستقیم
ارائه دهنده: Provider: صدیقه امیری نژاد
اساتید راهنما: Supervisors: دکتر جلال بصیری پارسا
اساتید مشاور: Advisory Professors:
اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر جواد صاین - دکتر عبدالله سلیمی - دکتر مسعود رحیمی
زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: شنبه 22 مهر 1402 ساعت 10
مکان ارائه: Place of presentation: آمفی تئاتر پروفسور اردشیر خزایی
چکیده: Abstract: هدف این تحقیق، کاهش هزینه، ارتقاء فعالیت کاتالیستی و پایداری الکتروکاتالیست های آندی برپایه نانوذرات پلاتین برای کاربرد در پیل های سوختی الکلی مستقیم بود. در دو کار تحقیقی، الکتروکاتالیست های آندی با استفاده از اکسید فلزات و زیرلایه پارچه کربن تهیه شدند. سپس، آزمایشات فیزیکی و الکتروشیمیایی جهت بررسی عملکرد آن ها در واکنش اکسایش متانول در نیم پیل الکتروشیمیایی و پیل سوختی انجام شد. نتایج بررسی های مورفولوژی و الکتروشیمیایی الکترودهای تهیه شده با الکترود Pt@CC مقایسه شد تا اثر اصلاح عملکرد کاتالیست پلاتین در واکنش اکسایش متانول مشخص شود. در کار تحقیقی اول، آنتیموان (Sb) با درصدهای مولی مختلف (0، 4، 8 و 12%) دوپ شده با اکسید قلع (SnO2) بر روی لایه پشتیبان از پارچه کربن (CC) در بارگذاری پلاتین بسیار کم (04/0 میلی گرم در سانتی متر مربع) تهیه شد. با به کارگیری فرآیندهای سل-ژل و هم رسوبی، به عنوان روش های مناسب و ساده در تهیه الکتروکاتالیست ها، نانوذرات کامپوزیتی برسطح بستر هادی پارچه کربن به خوبی توزیع شدند. نتایج آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد که دوپینگ SnO2 با Sb باعث کاهش میانگین اندازه ذرات پلاتین در سطحSnO2-CC ، Sb4-SnO2-CC، Sb8-SnO2-CC و Sb12-SnO2-CC به ترتیب به میزان 90، 60، 70 و 80 نانومتر نسبت به سطح CC به مقدار 100 نانومتر شد. همین طور، نتایج طیف پراش پرتو ایکس (XRD) نیز نشان داد که ترکیب نانوذرات Sb و Pt در SnO2 آمیخته شده و ساختار روتیل چهارضلعی آن حفظ شد. همچنین، به منظور کاهش هزینه تهیه الکتروکاتالیست، مقدار بارگذاری پلاتین با توزیع گسترده و مناسب آن بر روی مواد پشتیبان به حداقل رسید. در نتیجه، با افزایش نقاط فعال کاتالیستی در دسترس برای واکنش های الکتروشیمیایی، چگالی جریان در واکنش اکسایش متانول افزایش یافت. بیشترین ناحیه سطح فعال الکتروشیمیایی در الکترودهای تهیه شده مربوط به ترکیب 4 درصدی از Sb به مقدار 4/24 متر مربع بر گرم در محیط اسیدی بود. بیشترین چگالی جریان نیز در پتانسیل 71/0 ولت برای الکترود Pt@Sb4-SnO2-CC به مقدار 5/15 mA cm-2 در اکسایش متانول به دست آمد، در حالی که مقدار آن 2/1 برابر بیشتر از الکترود Pt@CC بود. همچنین، تجزیه و تحلیل نتایج آزمایشات کرونوآمپرومتری و ولتامتری عاری سازی مونوکسیدکربن نشان داد که این الکترود بیشترین مقاومت را در برابر مسمومیت با CO با اکسایش گونه های حد واسط مونوکسیدکربن جذب شده بر سطح کاتالیست داشت. نتایج طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) نیز نشان داد که حداقل مقاومت انتقال بار ( Rct) 6/17 Ω cm2 برای الکترود Pt@Sb4-SnO2-CC به دست آمد. فعالیت الکتروکاتالیستی بیشتر پلاتین منجر به افزایش سرعت واکنش اکسایش متانول در سطح الکترود و کاهش مقدار Rct شد. در آزمایش DMFC فعال، توان و چگالی جریان بالای این الکترود به ترتیب 11 mW cm-2 و 66 mA cm-2 در ولتاژ پیل 2/0 ولت به دست آمد. نتایج آزمایشات الکتروشیمیایی نشان داد که اصلاح فعالیت کاتالیست پلاتین و استفاده از SnO2 دوپ شده با Sb باعث بهبود فعالیت و پایداری الکترودها شد. در کار تحقیقی دوم، الکتروکاتالیست های نانوساختار آندی مختلف با استفاده از پلاتین، آلومینیوم، تیتانیوم، روی و پارچه کربن به صورت Pt@ZnO-CC، Pt@Al-ZnO-CC، Pt@Ti-ZnO-CC وPt@Al-Ti-ZnO-CC آماده گردید. نتایج نشان داد که اصلاح عملکرد کاتالیست پلاتین و استفاده از ZnOدوپ شده با Al و Ti برهم کنش قوی با نانوذرات پلاتین برقرار کرده و موجب افزایش پایداری الکتروشیمیایی این کاتالیست شد. نتایج نشان داد که آمیختن نانوذرات Al، Ti و Pt به ساختار شش ضلعی ورتزیت (wurtzite) ZnOآسیبی وارد نکرد. دوپینگ ZnO با نانوذرات Al و Ti، پراکندگی کاتالیزور پلاتین را بهبود بخشیده و چگالی جریان را 6/1 برابر در مقایسه با الکترود Pt@CC افزایش داد. بیشترین ناحیه سطح فعال الکتروشیمیایی به مقدار 6/98 متر مربع بر گرم، حداقل مقدار Rct 14 Ω cm2، و پایداری خوب در برابر مسمومیت با مونوکسیدکربن برای الکترود Pt@Al-Ti-ZnO-CC به دست آمد. این الکترود در آزمایش DMFC فعال، حداکثر توان و چگالی جریان را به ترتیب 1/15 mW cm-2 و 4/83 mA cm-2 در ولتاژ پبل 2/0 ولت نشان داد. در آزمایش EIS، مقادیر مقاومت انتقال بار در آند (Rct,a)، کاتد (Rct,c)، ظرفیت لایه دوگانه در آند (CPE-a)، کاتد (CPE-c) و مقاومت توده (Rohm) با معادل سازی نتایج با نرم افزار Zview به دست آمد. Rohm مقاومت مربوط به غشا تبادل پروتونی است. مقادیر Rct,a و Rct,c با کاهش ولتاژ سلول از 3/0 به 2/0 ولت به ترتیب 6/11 و 6/26 درصد کاهش نشان داد. با کاهش ولتاژ پیل، انرژی فعال سازی واکنش فراهم شده و مقاومت انتقال بار در سطح الکترودها کاهش یافت.
⚪️دانشکده شیمی و علوم نفت به مناسبت هفته سرآمدی آموزش برگزار میکند: ⚪️ سخنرانی با موضوع رویکردهای جدید بنیاد ملی نخبگان در حمایت از دانشجویان سخنران: جناب آقای دکتر مظاهر...
⚪️دانشکده شیمی و علوم نفت به مناسبت هفته سرآمدی آموزش برگزار میکند: ⚪️ سخنرانی علمی با موضوع انرژی خورشیدی سخنران: جناب آقای دکتر سعید عزیزیان ⏰ زمان...
آزمون جامع دانشجویان مقطع دکتری دانشکده شیمی و علوم نفت در روز پنج شنبه مورخ 27 / 02 /1403 ساعت 8:00 در محل سالن مطالعه خواهران دانشکده شیمی و علوم نفت برگزار خواهد شد. دانشجویانی...
پژوهشگاه علوم و فناوری اطلاعات ایران کارگاه آموزشی مجازی زنگ ایرانداک را برگزار می نماید. برای کسب اطلاعات بیشتر و ثبت نام در این کارگاه فایل زیر را بارگذاری نمایید. لینک دانلود ...
" به اطلاع دانشجویانی که در نیمسال جاری، واحد سمینار اخذ کرده اند می رساند، طبق مصوبه شورای تحصیلات تکمیلی دانشکده، می بایست حداکثر تا 20 اسفند ۱۴۰۲ موضوع و زمان ارائه سمینار را به کارشناس تحصیلات...
دانشگاه بوعلی سینا در نظر دارد جهت توانمندسازی مهارت زبان انگلیسی دانشجویان مقطع دکتری، دوره بسندگی زبان انگلیسی ویژه این دانشجویان برگزار نماید. لینک بخشنامه جهت اطلاع از شیوه...
ساختمان جدید دانشکده شیمی و علوم نفت با حضور آقای دکتر محمدعلی زلفی گل وزیر محترم علوم، تحقیقات و فناوری و جمعی از مسئولین وزارت عتف و مسئولین استان و دانشگاه در روز پنج شنبه دوازدهم بهمن ماه...
بر اساس آخرین مصوبه، مهلت دفاع از پایان نامه ها هجدهم بهمن ماه سال جاری اعلام گردید. برای دریافت اطلاعیه فایل زیر را دانلود نمایید. لینک دانلود
آیین نامه جدید احراز بسندگی زبان خارجی ویژه دانشجویان مقطع دکتری توسط تحصیلات تکمیلی دانشگاه بوعلی سینا جهت اجرا ابلاغ شد. برای اطلاع از مفاد کامل این آیین نامه فایل زیر را دانلود نمایید. ...
اسامی نهایی برگزیدگان پانزدهمین همایش سالانه آموزشی دفتر هدایت استعداهای درخشان دانشکده شیمی و علوم نفت اعلام گردید. دانشکده شیمی و علوم نفت ضمن عرض تبریک به ایشان، آرزوی...
جناب آقای دکتر سعید عزیزیان، موفقیت شما در کسب عنوان پژوهشگر برتر استان در سال 1402 در بخش علوم پایه را تبریک میگوییم و از درگاه خداوند منان توفیق روزافزون و بهروزی شما را خواستاریم . ...
جناب آقای دکتر عباس افخمی، انتخاب جنابعالی به عنوان پژوهشگر برتر کشور در سال 1402 را به جنابعالی تبریک گفته و از درگاه ایزد منان آرزوی توفیقات بیشتر برایتان مسئلت می نماییم. ...
به اطلاع اعضای محترم هیئت علمی و دانشجویان گرامی میرساند سخنرانی جناب آقای دکتر صادق صالحزاده با موضوع " اخلاق علمی، چرا و چگونه؟ " روز سهشنبه 1402/09/14 ساعت ۱۱ در آمفیتئاتر دکتر خزایی برگزار...
نمایشگاه پوستر دانشجویی همزمان با نمایشگاه توانمندی های پژوهشی و فناورانه در هفته پژوهش ازتاریخ 11 لغایت 15 آذرماه در دانشکده علوم پایه برگزار خواهد شد. دانشجویان گرامی بایستی پوستر خود را...
با عنایت به تصمیم حوزه معاونت پژوهش و فناوری دانشگاه مبنی بر تقدیر از دانشجویان برتر پژوهشی در هفته پژوهش و فناوری 1402، دانشجویان گرامی میتوانند فرم و شیوهنامه اجرایی انتخاب...
با عنایت به ایین نامه تقدیر از پژوهشگران برتر دانشگاه بوعلی سینا در هفته پژوهش، از کلیه اعضای هیات علمی که واجد شرایط در موارد مطروحه در ماده ۷ آیین نامه انتخاب پژوهشگران برتر دانشگاه...
جناب آقای دکتر آرش قربانی از طرف انجمن شیمی ایران به عنوان شیمیدان برجسته کشور در بخش شیمی آلی انتخاب گردیدند. این انتخاب شایسته را که نشان از تخصص و توانمندی های علمی جناب آقای دکتر قربانی...
به اطلاع دانشجویان گرامی می رساند: کلاس جبرانی آشنایی با پایگاه های اطلاعاتی و منابع علمی در روز دوشنبه مورخ 15 آبان 1402 ساعت 16 در اتاق جلسات دانشکده شیمی و علوم نفت برگزار خواهدشد. لازم به...
آزمون کیوم آبان ماه دانشجویان دانشکده شیمی و علوم نفت دانشگاه بوعلی سینا در تاریخ ۱۴۰۲/۰8/۲3 ساعت ۹ صبح برگزار خواهد شد. جهت اطلاعات بیشتر به صفحه اصلی وب سایت دانشکده شیمی و علوم نفت...
آزمون جامع دانشجویان مقطع دکتری دانشکده شیمی و علوم نفت در روز پنج شنبه مورخه 1402/08/25 ساعت 8:00 صبح در محل آمفی دانشکده برگزار خواهد شد. دانشجویانی که در نیمسال جاری انتخاب...