بهبود واکنش کاهش اکسیژن در پیل سوختی با نانوالکتروکاتالیست های هیدروکسید دولایه آلومینیم و روی

محورهای موضوعی : شیمی تجزیه

حامد کوثری ¹ , مهدی مهرپویا ² , فتح الله پورفیاض ³

1 - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی سیستم‌های انرژی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران
2 - دانشیار، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران
3 - دانشیار، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

تاریخ دریافت : 1398/07/15 تاریخ پذیرش : 1398/10/15 تاریخ انتشار : 1399/03/01

کلید واژه: واکنش کاهش اکسیژن (ORR), الکتروکاتالیست‌های غیرفلزی, هیدوکسیدهای دولایه (LDH), عامل‌دارکردن گرافن اکسید,

چکیده مقاله :

به منظور توسعه الکترو‌کاتالیست‎های فلزی کارآمد و کم‌هزینه برای واکنش کاهش اکسیژن (ORR)، در این پژوهش، ترکیب هیدروکسید دولایه آلومینیم و روی (ZnAl-LDH) با گرافن اکساید کاهش‎یافته و عامل‌دار شده با اتم‌های نیتروژن و سولفور (N,S–rGO) با روش آب‎گرمایی، مورد‎استفاده قرار گرفت. ساختار، ترکیب، ریخت و فعالیت الکتروکاتالیستی ترکیب ZnAl-LDH/N,S–rGO با به‎کارگیری آزمون‎های فیزیکی و الکتروشیمیایی بررسی و نتایج با عملکرد الکتروکاتالیستی کاتالیست تجاری Pt/C 20% مقایسه شد. برپایه نتایج آزمایش‌های فیزیکی، افزون بر یکنواخت‎بودن و لایه نشانی صحیح ساختار الکتروکاتالیست‌، اندازه ذرات نیز به گستره نانومتر رسید. برپایه نتایج الکتروشیمیایی، الکتروکاتالیست ZnAl-LDH/N,S–rGO فعالیت الکتروشیمیایی قابل‎توجه و بسیار نزدیک به کاتالیست تجاری Pt/C 20% داشت. پتانسیل آغاز واکنش برای این نمونه V 0/01- تعیین شد. پایداری الکتروکاتالیستی در محیط قلیایی مطلوب بود. می‌توان نتیجه گرفت هیبرید هیدروکسیدهای دولایه (LDHs) و پایه‌های کربنی، رسانایی الکتریکی، فعالیت الکتروکاتالیستی، سطح فعال و پایداری را برای واکنش کاهش اکسیژن بهبود می‎دهند.