بررسی تاثیر حرارت کلسیناسیون بر روی رشد نانوساختارهای اکسید نیکل از فوم نیکل جهت تولید اکسیژن به روش تجزیه الکترو شیمیایی
محورهای موضوعی : نانومواد
1 - Departments of Nanotechnology, Faculty of Engineering, University of Guilan, Rasht, Iran
کلید واژه: الکتروکاتالیست, نانوساختار اکسید نیکل, کلسیناسیون, واکنش تولید اکسیژن به روش الکتروشیمیایی.,
چکیده مقاله :
در این پژوهش، یک روش مقرون به صرفه و ساده برای سنتز نانوذرات NiO پشتیبانی شده بر روی فوم نیکل برای واکنش تولید اکسیژن (OER) ارائه می‌شود. یک فرآیند بازپخت تک مرحله‌ای در دماهای مختلف (°C 300-700) برای دستیابی به دمای بهینه انجام می‌شود که در آن یک الکتروکاتالیست با مورفولوژی مناسب و فعالیت الکتروکاتالیستی بالا قابل دستیابی است. مکانیسم جوانه‌زنی و رشد این ذرات بر اساس پروسه بخار-جامد و استوالدرایپنینگ است. در واقع ابتدا هسته‌های ذرات اکسید نیکل بر روی فوم نیکل بر اثر مکانیزم بخار-جامد تشکیل می‌شود و سپس با تحت تاثیر قرار گرفتن از پدیده استوالد-راپنینگ رشد می‌کنند. در واقع بهترین فعالیت الکتروکاتالیستی توسط الکترود ساخته شده در دمای °C 400 نشان داده می‌شود که چگالی جریان mA/cm2 10 را در پتانسیل mV 59/1 در مقابل الکترود هیدروژن برگشت‌پذیر (RHE) در شرایط قلیایی ارائه می‌دهد. آزمایش‌های مشخصه مواد مختلف همراه با اندازه‌گیری‌های الکتروشیمیایی برای روشن شدن علت فعالیت الکتروکاتالیستی عالی الکترود ساخته شده در دمای °C ۴۰۰ استفاده شده است.
[1] F. Ajdari, E. Kowsari, M. Shahrak, A. Ehsani, Z. Kiaei, H. Torkzaban, M. Ershadi, Coordination Chemistry Reviews, 422, 2020, 213441.
[2] S. Hao, J. Liu, Q. Cao, Y. Zhao, X. Zhao, K. Pei, J. Zhang, G. Chen, R. Che, J. Colloid Interface Sci., 559, 2020, 282.
[3] J. Abe, A. Popoola, E. Ajenifuja, O. Popoola, Int. J. Hydrogen Energy, 44, 2019, 15072.
[4] O. Mohammadi, Y. Bahari, A.A. Daryakenari, F.J. Koldeh, X. Zhang, Z.Q. Tian, P.K. Shen, Int. J. Hydrogen Energy, 47, 2022, 34943.
[5] N. Suen, S. Hung, Q. Quan, N. Zhang, Y. Xu, H. Ming Chen, Chemical Society Reviews, 46, 2017, 337.
[6] X. Wang, L. Yu, B. Guan, S. Song, X. Lou, Advanced Materials, 30, 2018, 1801211.
[7] L. Yang, Z. Liu, S. Zhu, L. Feng, W. Xing, Mater. Today Phys, 16, 2020, 100292.
[8] M. Siahroudi, A. Ahmadi Daryakenari, Q. Cao, M. Ahmadi Daryakenari, J. Delaunay, H. Siavoshi, F. Molaei, Int. J. Hydrogen Energy, 45, 2020, 30357.
[9] N. Suen, S. Hung, Q. Quan, N. Zhang, Y. Xu, H. Chen, Chem. Soc. Rev, 46, 2017, 337.
[10] X. Chuah, C. Hsieh, C. Huang, D. Senthil Raja, H. Lin, S. Lu, Electrocatalyst. ACS Appl. Energy Mater, 2, 2018, 743.
[11] V.D. Silva, T.A. Simoes, J.P.F. Grilo, E.S. Medeiros, D.A. Macedo, J. Mater. Sci., 55, 2020, 6648.
[12] Z. Yu, Y. Bai, N. Zhang, W. Yang, J. Ma, Z. Wang, W. Sun, J. Qiao, K. Sun, J. Alloys Compd., 15, 2020, 155067.
[13] F. Cheng, X. Fan, X Chen, C. Huang, Z. Yang, F. Chen, M. Huang, S. Cao, W. Zhang, Ind. Eng. Chem. Re, 58, 2019, 16581.
[14] X. Jiang, T. Herricks, Y. Xia, Nano Lett., 2, 2002 1333.
[15] N. Akhiruddin, R. Muhammad, Y. Wahab, Z. Ibrahim, Solid State Phenomena, 268, 2017, 249.
[16] X. Liu, J. Wu, Electrochim. Acta, 320, 2019, 134577.
[17] C. Mahala, M. Basu, ACS omega, 2, 2017, 7559.
[18] S. Sekar, D. Kim, S. Lee, Nanomaterials, 10, 2020, 1382.
[19] L. Yang, L. Chen, D. Yang, X. Yu, H. Xue, J. Power Sources, 392, 2018, 23.
[20] A. Munir, T.U. Haq, A. Qurashi, H.U. Rehman, A. Ul-Hamid, I. Hussain, ACS Appl. Energy Mater., 2, 2019, 363.
[21] R. Elakkiya, R. Ramkumar, G. Maduraiveeran, Mater. Res. Bull., 116, 2019, 98.
[22] J. He, M. Wang, W. Wang, R. Miao, W. Zhong, S.Y. Chen, S. Poges, ACS Appl. Mater. Interfaces, 9, 2017, 42676.
[23] A.A. Daryakenari, B. Mosallanejad, E. Zare, M.A. Daryakenari, A. Montazeri, A. Apostoluk, J.J. Delaunay, Int. J. Hydrogen Energy, 46, 2020, 7263.
[24] Y. Lei, T. Xu, S. Ye, L. Zheng, P. Liao, W. Xiong, J. Hu, Y. Wang, J. Wang, X. Ren, C. He, Q Zhang, J. Liu, X. Sun, Appl. Catal. B, 285, 2021, 119809.
[25] Yang, H. Meng, C. Kong, S. Yan, W. Ma, H. Zhu, F. Ma, C. Wang, Z. Hu, J. Colloid Interface Sci., 599, 2021, 300.
[26] L. Lv, Z. Li, K. Xue, Y. Ruan, X. Ao, H. Wan, X. Miao, B. hang, J. Jiang, C. Wang, Nano Energy, 47, 2018, 275.