بررسی فعالیت و تعیین پارامترهای سینتیکی الکتروکاتالیست پلاتین–کبالت بر پایه نگهدارنده نانوکامپوزیت گرافن-پلی آلیل آمین در واکنش احیای اکسیژن در پیل سوختی پلیمری

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسنده

عضو هیات علمی گروه مهندسی شیمی دانشگاه ارومیه

چکیده

در این مطالعه نانوکامپوزیتPt-Co/PAA/GNP بدلیل رفع مشکل بازده و پایداری پایین الکترود کاتد پیلهای سوختی پلیمری بواسطه استفاده از الکتروکاتالیست تجاری Pt/C در ترکیب لایه کاتالیست مجموعه الکترود و غشای پیلهای سوختی توسعه یافت. برای این منظور ابتدا اکسید گرافن به عنوان ماده نگهدارنده به روش اصلاح شده هامر و آفنمن سنتز شد. سپس اکسید گرافن با پلی آلیل آمین به روش پلمیریزاسیون از طریق اتصال عرضی عامل دار شد .پس از آن الکتروکاتالیست آلیاژ پلاتین-کبالت توسط روش نوین سنتز پلی ال به کمک امواج مایکرویو بر روی ماده نگهدارنده پخش شد . اندازه گیریهای رامان ساختار گرافیتی صفحات گرافن احیا شده را تایید نمود. نتایج طیف مادون قرمز حضور پلی‌آلیل‌آمین را در ترکیب ماده نگهدارنده نشان داد. پس از بررسی ساختار وترکیب الکتروکاتالیستهای Pt-Co/PAA/GNP، Pt/PAA/GNP وPt/C توسط تفرق اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی در نهایت کارایی الکترودها با روشهای الکتروشیمیایی مختلف از جمله منحنی های ولتامتری چرخه ای ، ولتامتری روبش خطی در واکنش کاهش اکسیژن ارزیابی شدند. نتایج تفرق اشعه ایکس، اندازه میانگین ذرات آلیاژ پلاتین-کبالت پخش شده بر روی نگهدارنده را تقریبا 11 نانومتر نشان داد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که کاتالیست دو فلزی پلاتین-کبالت در اندازه نانو به طور موفقیت آمیزی روی نانو صفحات اکسید گرافن عامل دار شده با پلی‌آلیل‌آمین پخش شده و این ذرات در فیلم به صورت کروی هستند و به خوبی در سطح نگه دارنده توزیع شده‌اند.طبق اندازه گیریهای الکتروشیمیایی مساحت سطح فعال الکتروشیمیایی 42/15 مترمربع بر میلی گرم پلاتین با بهروه وری 62 درصد کاتالیست و جریان پیک فعالیت ویژه و جرمی به بزرگی 3345/26 و 7078/1میلی آمپر بر میلی گرم پلاتین برای Pt-Co/PAA/GNP بدست آمد که قابل مقایسه با مقادیر بدست آمده برای الکترود Pt/PAA/GNP و نمونه تجاری می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات