سنتز نانوکامپوزیت نیکل - مس به کمک مایکروویو برای اکسایش الکتروکاتالیزوری متانول؛ یک ماده کارآمد جهت آند برای کاربردهای پیل سوختی الکلی
محورهای موضوعی : شیمی کاربردیمحمد علی کامیابی 1 , بابک جلیلیان 2
1 - دانشیار شیمی تجزیه، گروه شیمی، دانشگاه زنجان، تهران، ایران
2 - University of Zanjan
کلید واژه: پیل سوختی, تابش مایکروویو, اکسایش الکتروکاتالیزوری متانول, پلیمر رسانا, ملامین,
چکیده مقاله :
در این مطالعه، سنتز و کاربرد نانو کامپوزیت هایی دو فلزی نیکل ـ مس و کاهش گرافن اکسید بطور همزمان با استفاده از امواج مایکروویو گزارش می شود. روش سنتز پیشنهادی یک فرآیند ساده، سریع و قابل کنترل بشمار می‌رود. رفتار الکتروشیمیایی کاتالیزور سنتز شده برای واکنش اکسایش متانول (MOR) در محیط قلیایی مورد بررسی قرار گرفت.. اثر ملامین بر فعالیت الکتروکاتالیستی کاتالیزور سنتز شده با روش‌های ولتامتری چرخه‌ای (CV)، کرونو آمپرومتری (CA) و طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) مطالعه شد. همچنین بررسی اثر ملامین به عنوان منبع نیتروژن منجر به دوپ‌شدن نیتروژن در شبکه گرافن اکسید کاهش یافته نشان داد که تا حدی منجر به تشکیل ساختارهای NiCu-N می‌شود. و این پیوند فلز-N باعث افزایش فعالیت کاتالیزوری نسبت به MOR می‌شود. اثر ترویجی ملامین با افزایش 203 میکروآمپری در جریان و کاهش 20 میلی ولتی در پتانسیل شروع در مقایسه با سایر کاتالیزورهای شاهد سنتز شده در طی فعالیت MOR ثابت شد نتایج نشان‌دهنده عملکرد عالی کاتالیزور سنتز شده بعنوان آند در پیل سوختی مستقیم متانول است.
In this study, the synthesis and application of bimetallic nickel-copper nanocomposites and reduction of graphene oxide simultaneously using microwaves are reported. The proposed synthesis method is a simple, fast and controllable process. The electrochemical behavior of the synthesized catalyst was investigated for methanol oxidation reaction (MOR) in alkaline medium. The effect of melamine on the electrocatalytic activity of the synthesized catalyst was studied by cyclic voltammetry (CV), chronoamperometry (CA) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) methods. Also, investigating the effect of melamine as a source of nitrogen leading to nitrogen doping in the reduced graphene oxide network showed that it partially leads to the formation of NiCu-N structures. And this metal-N bond increases the catalytic activity towards MOR. The promoting effect of melamine was proved by an increase of 203 μA in the current and a decrease of 20 mV in the onset potential compared to other synthesized control catalysts during MOR activity. The results indicate the excellent performance of the synthesized catalyst as an anode in a direct methanol fuel cell.