پديد آورنده :
گرمابي، فاطمه
عنوان :
پوشش دهي الكتروشيميايي نيكل - موليبدن روي فولاد زنگ نزن 304L در حضور مايعات يوني و بررسي مقاومت به خوردگي و ميزان آزاد شدن هيدروژن
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب و روش ساخت مواد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي مواد
صفحه شمار :
سيزده، 85ص.: مصور
استاد راهنما :
علي اشرفي، محمدعلي گلعذار
توصيفگر ها :
رسوب دهي الكتريكي , خواص الكتروكاتاليستي , سطح واقعي
استاد داور :
كيوان رئيسي، مسعود عطاپور
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/03/25
چكيده فارسي :
11 چكيده در دههي اخير استفاده از انرژيهاي تجديدپذير بعنوان جايگزين مناسب براي سوختهاي فسيلي رو به افزايش بودهاست از طرفي هيدروژن در صورت در دسترس بودن ميتواند بعنوان يكي از كم آاليندهترين سوختها براي توليد انرژي پاك محسوب شود روش صنعتي توليد هيدروژن الكتروليز محلولهاي آبي قليايي است كه نياز به استفاده از فلز نجيب به عنوان الكتروكاتاليست دارد الكتروكاتاليستي براي واكنش آزادسازي هيدروژن HER مفيد است كه فراپتانسيل كمي براي آزاد سازي هيدروژن نياز داشتهباشد و مقاومت به خوردگي بااليي در محيط الكتروليز از خود نشان دهد مطالعات گذشته نشان دادهاند كه آلياژهاي نيكل موليبدن ميتوانند يكي از الكتروكاتاليستهاي مناسب براي توليد هيدروژن در طي الكتروليز محسوب شوند در اين پژوهش پوششهاي نيكل موليبدن روي زيراليه 921L از حمامهاي سيتراتي حاوي غلظتهاي مختلف مايع يوني 1 متيل ايميدازوليوم كلريد 21 2 122ppm با روش رسوبدهي الكتريكي به منظور استفاده بعنوان الكتروكاتاليست در فرآيند آزاد شدن هيدروژن تهيه شدند نقش مايع يوني بر مكانيزمهاي رسوبدهي با روشهاي ولتامتري چرخهاي و طيفسنجي امپدانس الكتروشيميايي مطالعه شد نتايج نشان داد كه مايع يوني رسانايي محلول را افزايش و پتانسيل پوششدهي را كاهش داد در فرايند رسوبدهي الكتريكي نيكل موليبدن مايع يوني سبب كاهش مقاومت انتقال بار شد اما ظرفيت اليه دوگانه الكتريكي را افزايش داد آناليز پراش اشعه ايكس نشان داد كه تمام پوششها از يك محلول جامدتشكيل شدهاند و جهتگيري مرجح صفحات كريستالي صفحه 111 ميباشد و پوششها داراي ساختار آمورف نانوكريستالي بودند كه اندازه دانهها با افزايش غلظت مايع يوني كاهش پيدا كردند آناليز EDS نشان داد كه افزايش غلظت مايع يوني سبب افزايش ميزان موليبدن پوشش ميشود از طرفي با افزودن مايع يوني زبري پوششها كاهش پيدا كرد تصاوير SEM نشان داد كه پوششهاي حاصل از حمام حاوي مايع يوني و بدون مايع يوني داراي ساختار كروي شكل فاقد ترك فشرده وغير متخلخل بودند كه با افزايش غلظت مايع يوني اندازه كرهها كاهش يافت نتايج آزمونهاي پالريزاسيون تافل وطيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي در محلول 1 موالر KOH نشان دادند كه افزودن مايع يوني روي خواص الكتروكاتاليستي پوشش اثري نداشت اما سبب افزايش مقاومت به خوردگي پوشش بعنوان يكي از پارامترهاي مهم براي الكتروكاتاليست شد با در نظر گرفتن غلظت 122 ppm بعنوان غلظت بهينه مايع يوني پالريزاسيون كاتدي در اين شرايط انجام شد و چگالي جريانهاي مناسب پوششدهي 29 26 2 122 mA cm از روي نمودار انتخاب شدند با افزايش چگالي جريان پوششدهي بازده جريان كاهش يافت پوششهاي ايجاد شده از يك محلول جامد با صفحات مرجح 111 تشكيل شده بودند كه با كاهش چگالي جريان بلورينگي پوششها و اندازه دانه كاهش و همچنين ميزان موليبدن پوششها افزايش يافت پوششهاي ايجاد شده در اين حالت نيز داراي مورفولوژي كروي شكل و عاري از هرگونه ترك بودند كه با افزايش چگالي جريان پوششدهي فشردگي آنها كاهش پيدا كرد نتايج آزمون پالريزاسيون تافل نشان داد كه مقاومت به خوردگي پوششها با افزايش چگالي جريان پوشش دهي كاهش يافت پوششي كه در چگالي جريان 2 mA cm 26 رسوب گذاري شد خواص الكتروكاتاليستي بهتري را نشان داد نتايج امپدانس الكتروشيميايي در پتانسيل 52 1 نسبت به الكترود كالومل نشان داد كه سطح واقعي پوششي كه در چگالي جريان 2 62 mA cm رسوب گذاري شد نسبت به ساير پوششها بيشتر است كه نشان ميدهد كه اين پوشش فعاليت الكتروكاتاليستي بيشتري دارد كلمات كليدي پوششهاي نيكل موليبدن مايع يوني واكنش آزاد شدن هيدروژن رسوب دهي الكتريكي خواص الكتروكاتاليستي سطح واقعي
چكيده انگليسي :
16 Electrodeposition of Ni Mo coatings on stainless steel 304L in the presence of ionic liquids for investigation of corrosion resistance and hydrogen evolution reaction Fatemeh Garmabi Email address f garmabi@ma iut ac ir Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisors Dr A Ashrafi Assist Prof E Mail Ashrafi@cc iut ac irDr M Golozar Prof E Mail Golozar@cc iut ac irAbstractIn recent decade use of renewable energy sources as viable alternatives to fossil fuels has been rising Thehydrogen if available can be used as fuel to generate clean energy is considered one of the least pollutants An industrial method of producing hydrogen is electrolysis of alkaline aqueous solutions that require the useof a noble metal as electrocatalytic The electrocatalytic is useful for hydrogen evolution reaction HER thathas low overpotential for HER and high corrosion resistance in electrolysis environment According to theliterature data the nickel molybdenum alloys cloud be suitable electrocatalytic for hydrogen productionthrough water electrolysis In this study Ni Mo coatings were prepared on 304L stainless steel substrate byelectrodeposition method from citrate bath containing different concentrations of ionic liquid 1 methyl imidazolium chloride 0 10 100 ppm for using as an electrocatalytic in hydrogen evolution reaction The roleof ionic liquid on the mechanisms of deposition was studied by cyclic voltammetry and electrochemicalimpedance spectroscopy The results showed that ionic liquid caused a rise in solution conductivity and reducedthe electrodeposition potential In the process of electrodeposition of nickel molybdenum ionic liquiddecreased the amount of charge transfer resistance but the double layer capacity increased X ray diffractionanalysis indicated that all coatings were composed of a solid solution with the preferred orientation of 111 and deposits have quasi amorphous nanocrystaline structure which the crystallite size decreases when theionic liquid concentration is increased EDS analysis showed that the molybdenum content of the depositsincreases by increasing the ionic liquid concentration The roughness of the coatings was reduced by theaddition of ionic liquid The SEM images showed that all coatings have a crack free nodular compact andnon porous nature that the size of the nodules is decreased by increasing the ionic liquid concentration Resultsof tafel polarization and electrochemical impedance spectroscopy in a solution of 1 M KOH showed that theaddition of ionic liquid did not affect on the electrocatalytic properties of coatings but greater corrosionresistance observed when ionic liquid was used in the electrodeposition process Considering the concentration100 ppm as the optimum concentration of ionic liquid cathodic polarization was performed in these conditions the suitable current densities of 30 60 and 100 for deposition were selected from cathodic polarization Currentefficiency decreased with increasing the electroplating current density The coatings were formed of a solidsolution with the preferred orientation of 111 that the crystallite size crystallinity are decrease andmolybdenum content of coatings are increased by reduction of current density In this case increasing theelectroplating current density results in decreasing the compaction of coatings which they have nodular andcrack free morphology Results of tafel polarization showed that the corrosion resistance of coatings decreasedwith increasing electroplating current density The coating deposited in current density of 60 mA cm2 has betterelectrocatalytic properties Results of electrochemical impedance in about 1 25 v respect to calomel reference in comparison to other coatings the deposited coating in 60 ma cm2 showed more real area and it shows betterelectrocatalytic activity of this coating Keywords Ni Mo coatings ionic liquid hydrogen evolution reaction electrodeposition ele
استاد راهنما :
علي اشرفي، محمدعلي گلعذار
استاد داور :
كيوان رئيسي، مسعود عطاپور
