پديد آورنده :
پورنيازي، ناصر
عنوان :
ساخت و بهينه سازي الكترود هيدروژن برپايه نانو كاتاليست نيكل-موليبدن لايه- نشاني شده روي بستر فوم نيكل در الكترولايزر آب با غشاء مبادله كننده آنيون
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شيمي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، [72]ص. : مصور (رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمد ژياني
استاد مشاور :
حسين چيني فروشان اصفهاني
توصيفگر ها :
لايه نشاني , واكنش آزادسازي هيدروژن , بستر فوم نيكل , آلياژ نيكل – موليبدن , الكتروليز آب , كرونوكولومتري , سل الكتروليز با غشاي مبادله كننده آنيون
استاد داور :
علي اصغر انصافي، محمدمحسن مومني
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/07/04
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/07/10
چكيده فارسي :
چکیده در اين پژوهش با هدف ساخت يک الکترود مناسب برای توليد هيدروژن از آب کاتاليستهای مختلفی از جمله نيکل کبالت تنگستتن موليبدن وآلياژهای نيکل کبالت نيکل تنگستتن و نيکل موليبدن بر روی بستتر فومنيکل اليهنشتانی شتد که ت ت ت ت ت آلياژ نيکل موليبدن به دليل دان سيته جريان باالی 061 ميلیآمپر در 7 1 ولت انتخاب شد در ادامه پژوهش برای بهبود فعاليت الکتروکاتاليست ساخته شده شرايط اليهنشانی وشرايط الکتروشيميايی اليهنشانی بهينهسازی شد برای بهبود شرايط اليهنشانی از جمله اثر pH حمام تغيير نستتبت مولی بين فلزات نيکل و موليبدن تغيير غلظت ستتديم ستتيترات و بوريکاستتيد مورد ارزيابی قرار گرفت که بهترين عملکرد مربوط به 5 9 pH در نستتبت مولی ستته به يک نيکل موليبدن غلظت 3 0 ستتيترات و غلظت ت ت ت 50 0 بوريکا سيد بد ست آمد سپس با برر سی پارامترهای الکترو شيميايی روش کرونوکولومتری زمانهای 6 و 01 ثانيه و بار 001 کولن بهينه شد پس از انبا شت بار بر روی کاتد به ميزان 001 کولن الکتروکاتالي ست ساخته شده آماده برر سی تو سط سي ستم سه الکترودی شد که در 7 1 ولت جريان حدود 003 ميلیآمپر که دارای پتان سيل آغازين کمتر برای شروع واکنش آزاد سازی هيدروژن بود م شاهده شد ساختار الکتروکاتالي ست ساخته شده با روشهای مختلفی از جمله پراش پرتو ايکس و ميکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت در بخش سوم اين پژوهش الکتروکاتاليست ساخته شده در شرايط بهينه در سلول الکتروليزی با غ شای مبادله کننده آنيون در سه دمای محيط 54 و56 درجه سانتیگراد برر سی و با ب ستر بدون کاتالي ست فومنيکل بهمنظور موفقيت آميز بودن اليهن شانی مقاي سه شد که نتايج ن شان داد که در هر سه دما الکترود اليهن شانی شده تو سط نانو ذرات نيکل موليبدن بهتر از نمونه بدون کاتالي ست ا ست در دمای 06 درجه سانتیگراد و جريان 1 آمپر ولتاژ سل برای نمونه اليهنشانی شده برابر با 3 1 ولت و برای نمونه بدون کاتاليست برابر با 9 1 ولت است کلمات کلیدی ال يهنشتتتتانی واکنش آزادستتتتازی ه يدروژن بستتتتر فوم ني کل آل ياژ ني کل مولي بدن الکتروليز آب کرونوکولومتری سل الکتروليز با غشای مبادله کننده آنيون
چكيده انگليسي :
Isfahan University of Technology Department of chemistryPreparation and optimization of hydrogen electrode based on nickel molybdenum electrodeposition on nickel foam substrate in anion exchange membrane water electrolysis Naser pourniazi Naser porniazi@gmail com Department of Chemistry Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor Prof Mohammad zhiani zhiani@cc iut ac irAbstract One of the most important topics of sustainable development is the concept of pure energy Extensiveresearch activities have been carried out in order to find the most suitable fuel for the generation of energy ofthe future A supreme example of pure energy carriers is hydrogen because its oxidation leads only to theformation of water Water electrolysis is one of the best methods for producing high purity hydrogen Improving the performance of the cathode electrode which is the site of hydrogen evolution reaction andfinding low cost catalysts with high stability good performance rather than expensive metals and noble metalsas the hydrogen electrode are the subject of many research in the world today In this thesis in order toconstruct an appropriate electrode for hydrogen production various catalysts such as nickel tungsten cobalt molybdenum and nickel molybdenum nickel cobalt and nickel tungsten alloys have been deposited on nickelfoam substrate The results show that nickel molybdenum alloy exhibited better hydrogen evolution reaction HER activity at a current of 160 mA at 1 7 volts than these catalysts Crystallographic structure of theprepared catalysts was investigated with X ray diffraction analysis The morphology of the obtained sampleswas characterized by scanning electron microscopy SEM In the next part of this thesis the bath conditionwas optimized which included the effect of pH change in the ratio of nickel and molybdenum changes in theconcentration of boric acid and tri sodium citrate T 1 and T2 times and the amount of charge that was sitting onthe catalyst bed The results showed that pH 9 5 3 1 Ni Mo molar ratio a concentration of 0 3 molar sodiumtricitrate and a concentration of 0 05 molar boric acid are the best values The chronocoulometry technique wasused too The parameters of the chronocoulometry method were investigated and the times of 6 and 10 secondsand the charge of 100 coulombs were optimized After the charge on the catalyst reached 100 coulombs thecatalyst was prepared for electrochemical studies Finally the catalyst was tested in an optimum condition inan anion exchange membrane cell at ambient 40 C and 60 C temperature and was compared with anunmodified pure bed The results demonstrated that the catalyst modified by nickel molybdenum alloy wasbetter than the unmodified pure catalyst at all three temperatures For example a modified catalyst had a Cellvoltage of 1 3 V at 60 C and 1A which is 2 5 V for an unmodified catalyst under the same conditions Keywords electrodeposition hydrogen producing hydrogen evolution reaction nickel foamsubstrate nickel molybdenum alloy water electrolysis chronocoulometry technique anion exchange
استاد راهنما :
محمد ژياني
استاد مشاور :
حسين چيني فروشان اصفهاني
استاد داور :
علي اصغر انصافي، محمدمحسن مومني
