تهيه اكسيد‌هاي كبالت(II, III)، مس(II) و نيكل(II) از كمپلكس‌هاي تريس(اكسالاتو) آن‌ها در حلال‌هاي يوتكتيك عميق به عنوان الكتروكاتاليست‌هايي براي واكنش‌هاي آزادسازي هيدروژن و اكسيژن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

كارشناسي ارشد

هيدروژن به‌عنوان يك سوخت پاك و تجديدپذير، نقشي مهم در گذر از سوخت‌هاي فسيلي به سامانه‌هاي انرژي سبز و پايدار دارد. بنابراين، توسعه الكتروكاتاليست‌هايي پايدار و كم‌هزينه براي توليد هيدروژن سبز در مقدار زياد، از اهميت زيادي برخوردار است. در اين پژوهش، يك مسير سنتز سبز و سازگار با محيط‌زيست، براي تهيه الكتروكاتاليست‌هاي اكسيدي تك‌فلزي، دوفلزي و سه‌فلزي بر پايه فلز‌هاي كبالت، مس و نيكل، كه فلز‌هايي ارزان قيمت و فراوان هستند، معرفي شده‌است. در اين مسير، از دو نوع حلال يوتكتيك عميق شامل كولين كلريد- اوره و گلايكوليك اسيد- بتائين، با نسبت‌هاي مولي ويژه، استفاده شد. در اين پژوهش، ابتدا پيش‌ماده‌هاي نمك فلزي همراه با سديم اكسالات آسياب و به حلال يوتكتيك عميق اضافه شدند و پس از تشكيل كمپلكس، تحت فرآيند كلسينه شدن دومرحله‌اي قرار گرفتند. در گام بعد، نمونه‌هاي كلسينه شده با استفاده از آزمون‌هاي FT-IR، FE-SEM، TEM و XRD شناسايي شدند. در ادامه، تعداد 18 الكتروكاتاليست با شرايط ذكر شده، سنتز شد و عملكرد الكتروكاتاليستي نمونه‌ها، در الكتروليت‌ سولفوريك اسيد 1/0 و5/0 مولار و الكتروليت پتاسيم هيدروكسيد 1 و 3 مولار، در واكنش‌هاي آزادسازي هيدروژن و اكسيژن، به دقت بررسي شدند و نتيجه‌ها به صورت كامل گزارش شدند. براساس نتيجه‌هاي آزمون‌هاي الكتروشيميايي، الكتروكاتاليست دو فلزي اكسيد‌هاي كبالت-مس با نسبت مولي برابر، در فرآيند آزادسازي هيدروژن در محيط قليايي، با اضافه پتانسيل mV 257- و شيب تافل mV/dec 64 بهترين عملكرد را از خود نشان داد. در نهايت، نتيجه‌هاي آزمون‌ها نشان دادند كه مورفولوژي، ناخالصي‌ها و نوع فلز مورد استفاده همگي به‌ صورت هم‌زمان در فعاليت الكتروشيميايي نمونه‌ها، نقش اساسي دارند.

235589

شيمي معدني

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان