پديد آورنده :
محمدي تماجاني، افشين
عنوان :
ساخت و ارزيابي الكترود اكسيژن بر پايه نانو- ميله هاي كبالت/گرافن اصلاح شده با NH2 در سل الكتروليز آب
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شيمي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده شيمي
صفحه شمار :
سيزده، ۶۹ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمد ژياني
استاد مشاور :
امير عبدالملكي
توصيفگر ها :
الكتروليز آب , بسترهاي فلزي , الكتروكاتاليست , نانوميله هاي Cobalt hydroxycarbonate/G-NH2 , واكنش توليد اكسيژن , الكترود آند
استاد داور :
يوسف غايب، كاظم كرمي
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/12/21
چكيده فارسي :
چكيده به منظور توليد هيدروژن با خلوص باال الكتروليز آب يك روش مؤثر بهشمار ميرود از مزايايي الكترواليزرهاي قليايي طول عمر باال مقاومت در برابر خوردگي و ارزان قيمت بودن مواد استفاده شده در ساخت الكترود آن ميباشد اتالف انرژي در سمت آند در فرآيند الكتروليز قليايي آب مربوط به پايين بودن سرعت واكنش توليد اكسيژن و پتانسيل مازاد باالي آند است از اين رو امروزه الكتروكاتاليست هايي كه بتواند اين مشكل را مرتفع سازد بسيار مورد توجه است اگرچه اكسيد فلزات نجيب 2 RhO2 RuO و 2 IrO بيشترين فعاليت را در واكنش توليد اكسيژن دارند اما اكسيد فلزات واسطه با توجه به ثبات باال فراواني و ارزان بودن آنها در الكتروليز قليايي بيشتر استفاده ميشود در سالهاي اخير الكتروكاتاليستهاي بر پايه كبالت به طور گسترده در الكتروليز قليايي مورد مطالعه قرار گرفته است در اين مطالعه الكترود آند بر پايه نانوميلههاي كبالتهيدروكسيكربنات بر روي صفحات گرافن اصالح شده تهيه شد هيبريد نانوميلههاي cobalt 2 hydroxycarbonate G NH به دليل اثر همافزايي بين نانوميلههاي كبالتهيدروكسيكربنات و گرافن فعاليت و پايداري بااليي در محيط قليايي براي واكنش توليد اكسيژن از خود نشان داد به منظور بررسي ويژگيها و شناسايي هيبريد تهيه شده آزمايشهاي مختلفي از جمله طيفسنجي مادون قرمز تبديل فوريه پراش اشعه پرتو ايكس تصويربرداري ميكروسكوپ الكتروني روبشي و آناليز توزين حرارتي انجام شد همچنين جهت بررسي رفتار الكتروشيميايي الكتروكاتاليست آزمونهاي الكتروشيميايي نظير ولتامتري چرخهاي و ولتامتري روبشي خطي مورد استفاده قرار گرفت در نهايت الكتروكاتاليست مورد نظر در الكترواليزر قليايي به عنوان الكتروكاتاليست آندي مورد ارزيابي قرار گرفت الكتروكاتاليست تهيه شده براساس نتايج بدست آمده با كاهش پتانسيل مازاد الكترود آندي عملكرد سل الكتروليز را بهبود بخشيد الكتروكاتاليست 2 Cobalt hydroxycarbonate G NH پتانسيل مازاد 4 443 ميلي ولت را در چگالي جريان 2 01 mA cm از خود نشان داد همچنين با اليهنشاني الكتروكاتاليست روي بستر توري فوالد ضد زنگ بازده سل الكتروليز در دماي 14 درجه سانتيگراد از 54 72 به 6 47 درصد و در دماي 12 درجه سانتيگراد از 6 17 به 7 68 درصد رسيد كلمات كليدي الكتروليز آب بسترهاي فلزي الكتروكاتاليست نانوميلههاي 2 Cobalt hydroxycarbonate G NH واكنش توليد اكسيژن الكترود آند
چكيده انگليسي :
Preparation and evaluation of oxygen electrode based on cobalt nanorods supported on modified NH2 graphene for the alkaline water electrolysis Afshin mohammadi tamajani Afshin mohammadi@ch iut ac ir Department of chemistry Isfahan University of technology Isfahan IranDegree M ScDr Mohammad zhianiAbstractWater electrolysis is a promising technology for high purity hydrogen production Amongthe various hydrogen generation methods hydrogen production by alkaline waterelectrolysis offers advantages such as high durability and capability to employ non precisemetals as the electrode materials Anodic energy drop in alkaline water electrolyzers isrelated to slow kinetic of oxygen evolution reaction and high overpotential at the anode side To overcome this problem it is necessary to develop the efficient electrocatalysts Althoughnoble metal oxides show the highest electrocatalytic activity in the oxygen evolutionreaction but non precious transition metal oxides are applicable in alkaline waterelectrolysis due to their high stability in alkaline media In the recent years cobalt basedelectrodes have been extensively investigated as the anode electrocatalyst materials In thisthesis oxygen electrode was prepared based on the Cobalt nano rods supported on themodified graphene sheets Because of the synergistic effect of the graphene and cobalt nano rods the hybrid of the cobalt nano rods and modified graphene G NH2 showed an efficientelectrochemical activity and high stability for oxygen evolution reaction in alkaline media The structural and morphological characteristics of the synthesized samples were studied bydifferent methods such as Fourier transform infrared spectroscopy X ray diffraction andfield emission scanning electron microscopy and Thermogravimetric analysis Theelectrochemical activity of the electrocatalyst in oxygen evolution reaction was investigatedusing cyclic voltammetry CV and Linear Sweep Voltammetry LSV techniques Finallythe performance of synthesized sample was investigated as the anode electrocatalyst in analkaline water electrolyzer single cell The prepared electrocatalyst improved the electrolysiscell performance by decreasing the anodic overpotential This electrocatalyst cobalthydroxycarbonate nanorods G NH2 showed an overpotential of 344 4 mV in the currentdensity of 10 mA cm 2 Also by employing this electrocatalyst on a stainless steel mesh thecell efficiency was increased from 67 45 to 74 2 at 40 C and from 70 9 to 82 7 at 60 C Keywords water electrolysis metal substrate electrocatalyst cobalt hydroxy carbonatenanorods G NH2 oxygen evolution reaction oxygen electrode
استاد راهنما :
محمد ژياني
استاد مشاور :
امير عبدالملكي
استاد داور :
يوسف غايب، كاظم كرمي
