توصيفگر ها :
واكنش آزادسازي هيدروژن , رسوبدهي الكتروشيميايي , الكتروكاتاليست , پلاتين , پالاديوم , طلا
چكيده فارسي :
در اين پژوهش، در ابتدا نانو ذرات فلزات نجيب از جمله پلاتين، پالاديوم و طلا توسط سه روش ولتامتري موج مربعي، موج دندانه ارهاي و موج مثلثي از طريق رسوبگذاري الكتروشيميايي بر روي سطح الكترود كربن شيشهاي، درون الكتروليت اسيدي، آبكاري شدند. تمام روشهاي رسوبدهي الكتروشيميايي با اعمال پتانسيل الكتروشيميايي مشابه انجام شد. از دو الكتروليت سولفوريك اسيد (0/1 مولار) و پركلريك اسيد (0/1 مولار) استفاده شد. با اين حساب، با ادغام تمامي پارامترهاي مذكور، درنهايت 42 الكتروكاتاليست از نانوذرات فلزات نجيب سنتز شد. عملكرد تمامي اين الكتروكاتاليستها در محيط اسيدي حاوي سولفوريك اسيد 0/5 مولار براي واكنش آزادسازي هيدروژن مورد مقايسه و بررسي قرار گرفت. به اين منظور از تكنيكهاي ولتامتري روبش خطي (LSV)، ولتامتري چرخهاي (CV)، طيفبيني امپدانس الكتروشيميايي EIS)) و ميكروسكوپ الكتروني نشر ميداني (FE-SEM) استفاده شد. با مقايسة نتايج ولتامتري روبش خطي همة الكتروكاتاليستهاي سنتز شده، به همراه محاسبة شيب تافل هركدام و هم چنين تصاوير ميكروسكوپ الكتروني نشر ميداني، الكتروكاتاليستي كه تركيبي از پلاتين و طلا بود و درون الكتروليت حاوي سولفوريك اسيد 0/1 مولار به روش ولتامتري موج مثلثي رسوبگذاري شده بود، بهعنوان بهترين الكتروكاتاليست اين پژوهش معرفي شد. اين الكتروكاتاليست داراي اضافه پتانسيل 31- ميليولت در چگالي جريان 1 ميليآمپر بر سانتيمتر مربع و اضافه پتانسيل 70- ميليولت در چگالي جريان 10 ميليآمپر بر سانتيمتر مربع ميباشد. هم چنين با استفاده از محاسبات انجام شده، شيب تافل 3/35 ميليولت بر ثانيه و چگالي جريان تبادلي 0/09068 ميليآمپر بر سانتيمتر مربع از خود نشان داد.
واژگان كليدي:
واكنش آزادسازي هيدروژن، رسوبدهي الكتروشيميايي، الكتروكاتاليست، پلاتين، پالاديوم، طلا
چكيده انگليسي :
In this study, noble metal nanoparticles, including platinum, palladium, and gold, were initially deposited via electrochemical deposition onto the surface of a glassy carbon electrode in an acidic electrolyte using three different voltammetric methods: square wave, sawtooth wave, and triangular wave voltammetry. All electrochemical deposition methods were carried out under identical electrochemical potential conditions. Two electrolytes were used: sulfuric acid (0.1 M) and perchloric acid (0.1 M). By integrating all these parameters, a total of 42 electrocatalysts composed of noble metal nanoparticles were synthesized. The performance of all these electrocatalysts was examined and compared in an acidic environment containing 0.5 M sulfuric acid for the hydrogen evolution reaction. To achieve this, techniques such as linear sweep voltammetry (LSV), cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) were employed. Comparison of the linear sweep voltammetry results for all synthesized electrocatalysts, along with the calculation of the Tafel slope for each and FE-SEM imaging, identified the electrocatalyst composed of platinum and gold deposited in a 0.1 M sulfuric acid electrolyte using triangular wave voltammetry as the best electrocatalyst in this study. It exhibited an overpotential of -31 mV at a current density of 1 mA/cm² and -70 mV at 10 mA/cm². Additionally, based on the recorded linear sweep voltammetry curve, it demonstrated a Tafel slope of 35.3 mV/s with an exchange current density of 0.09068 mA/cm².
Keywords:
Hydrogen evolution reaction, Electrochemical deposition, Electrocatalyst, Platinum, Palladium, Gold