سنتز و بررسی خواص برخی از نانو الکتروکاتالیست های مورد استفاده در پیل های سوختی

در بخش اول این پروژه، پس از تهیه الکترود کربن- سرامیک (cce) با استفاده از تکنیک سل- ژل، سطح آن بروش الکتروشیمیایی با نانو ذرات پلاتین (pt|cce)، پالادیم (pd|cce)، طلا (au|cce)، پلاتین دوپه شده در پلی اورتو فنیلن دی آمین (pt|popd|cce)، آلیاژهای پالادیم- پلاتین (pdx-pty|cce)، آلیاژهای پالادیم- طلا (pdx-auy|cce)، و همچنین پلاتین دوپه شده در اکسید سرب آلفا و بتا (pt|?-pbo2|cce و pt|?-pbo2|cce)، اصلاح گردید. سپس ویژگی های فیزیکوشیمیایی این الکترودهای اصلاح شده به کمک تکنیک های پراش اشعه ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و پراکندگی انرژی اشعه ایکس (edx) مطالعه شدند. پس از آن الکترواکسیداسیون اتانول در سطح pt|popd|cce در محیط اسید سولفوریک مطالعه شد و نتایج با pt|cce مقایسه گشت. کمیت های سینتیکی اکسایش اتانول نظیر مرتبه واکنش نسبت به غلظت اتانول و اسید، شیب تافل، انرژی اکتیواسیون، مقدار موثر گروه های ابعادی الکترود (ds) و ثابت سرعت آندی (k) در سطح الکترود اصلاح شده پلیمری محاسبه شدند. سپس الکترواکسیداسیون متانول، اتانول، 2- پروپانول، 2-بوتانول، اتیلن گلیکول و گلیسرول در سطح الکترودهای اصلاح شده با پلاتین، پالادیم و طلا و الکترواکسیداسیون اتیلن گلیکول و گلیسرول در سطح الکترودهای آلیاژی پالادیم- طلا و پالادیم- پلاتین در محلول هیدروکسید سدیم و با استفاده از روش های الکتروشیمیایی مختلف نظیر کرونوپتانسیومتری (cp)، کرونوآمپرومتری (ca)، اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی (eis) و ولتامتری چرخه ای (cv) مورد بررسی قرار گرفتند. تاثیر فاکتورهای مختلف نظیر دما در الکترواکسیداسیون الکلها مطالعه شدند و کمیت هایی نظیر شیب تافل و انرژی اکتیواسیون (ea) محاسبه گشتند. بعلاوه الکترواکسیداسیون اتانول در سطح الکترود کربن- سرامیک اصلاح شده با اکسید سرب آلفا و بتای بارگذاری شده با پلاتین در محیط اسید سولفوریک بررسی گشته و نتایج با نتایج حاصل برای الکترود کربن- سرامیک اصلاح شده با پلاتین مقایسه شدند. در بخش دوم این پروژه، نانو ذرات پالادیم و پلاتین بروش احیا شیمیایی در سطح حاملهای کربنی مختلف نظیر گرافن (g)، نانو لوله کربن چند دیواره (mwcn) و نانوکربن (nc) سنتز شدند. سپس خصوصیات فیزیکوشیمیایی و الکتروشیمیایی این مواد نانو کربنی اصلاح شده، با استفاده از پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، میکروسکوپ الکترونی روبشی و ولتامتری چرخه ای ارزیابی شدند. خصوصیات الکتروشیمیایی کاتالیستهای پلاتین بارگذاری شده در سطح گرافن، نانو لوله کربن و نانوکربن برای الکترواکسایش متانول در محیط اسیدی و پالادیم بارگذاری شده در سطح این حاملها برای الکترواکسایش اتانول در محیط قلیایی باهم مقایسه شدند.