چکیده:
این پژوهش به اکسیداسیون متانول در محیط قلیایی می پردازد. برای این منظور ابتدا ترسیب ذرات نیکل، پلاتین و نیکل – پلاتین بر روی زیر لایه کاغذ کربنی به روش آبکاری به شیوهی جریان مستقیم استفاده شد. در ادامه مورفولوژی پوششهای ذرات فلزی بر روی کاغذ کربنی از طریق میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی و مطالعه شد. سپس خواص کاتالیستی الکترودهای حاصل در اکسیداسیون متانول با استفاده از روشهای الکتروشیمیایی همچون ولتامتری چرخهای–کرونوآمپرومتری و امپدانس الکتروشیمیایی بررسی شد.

نتایج تحقیقات نشان داد الکترود Ni-Pt/carbon paper از فعالیت کاتالیستی بیشتری در مقایسه با الکترودهای Ni/ carbon paper وPt/carbon paper برخوردار است. همچنین می توان به صرف هزینه کمتر درتهیه ی الکترود Ni-Pt/carbon paper با توجه به مصرف کمتر پلاتین در ساخت آن ،اشاره کرد. بنابراین الکترود Ni-Pt/carbon paper کاندیدای مناسبی به عنوان آند برای پیلهای سوختی متانولی مستقیم به شمار میرود.

فصل اول: طرح

مساله…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………1
1-1: مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………2
1-2: تعریف مساله……………………………………………………………………………………………………………………..3
1-3: ضرورت و اهمیت تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………..6
1-4: اهداف پروژه حاضر……………………………………………………………………………………………………………………………7

فصل دوم: نیاز ضروری به یافتن الکتروکاتالیست و بستر مناسب در زمینه الکترواکسید اسیون متانول….9

2-1: تاریخچه پیل های سوختی……………………………………………………………………………………….. ………………………………………11
2-2: جمع بندی و مقایسه انواع پیل های سوختی……………………………………………………………………………………………………..11
2-2-1: پیل سوختی اکسید جامد …………………………………………………………………………………………………………………………..11
2-2-2: پیل سوختی کربنات مذاب………………………………………………………………………… ………………………………………………11
2-2-3: پیل سوختی اسید فسفریک…………………………………………………………………………… ………………………………………….12
2-2-4: پیل سوختی قلیایی……. ………………………………………………………………………………………………………………………………13
2-2-5: سلول های سوختی غشاء پلیمر – الکترولیت…………………………………………. …………………………………………………13
2-2-6: سلولهای سوختی متانولی مستقیم ……………………………………………………………………………………………………………..14
2-3: سوخت ها، انتخاب سوخت و اکسید کننده ……………………………………………………………………………………………………….22
2-3-1: سوخت هیدروژن………………………………………………………………………….. …………………………………………………………….22
2-3-2: سوخت هیدرازین…………………………………………………………………………………… …………………………………………………..23
2- 3-3: سوخت متانول………….. ………………………………………………………………………………………………………………………………..23
2-3-3-1: متانول………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………24
2-3-3-2: تولید متانول…………………………………………………………………………………………… …………………………………………..25
2-4: اکسایش متانول……………………………………………………………………………………………………………………………………………………26
2-4-1: مکانیسم اکسید اسیون متانول…………………………………………………………………… ………………………………………………27
2-5: لزوم اصلاح سطوح الکترودی……………………………………………………………… ……………………………………………………………..22
2-6: فلزات نجیب ترسیب شده بر روی انواع بسترها و کاربرد آن ها به عنوان کاتالیست یا الکتروکاتالیست……………………………………………………29
2-7: فرآیند آبکاری الکتروشیمیایی ……………………………………………………………………………………………………………………………31
2-7-1: ویژگی های آبکاری الکتریکی …………………………………………………………………………………………………………………….32
2-7-2: انواع پلاریزاسیون و نقش آنها در آبکاری……………………………………………. ……………………………………………………..32
2- 7-3: مکانیسم نشست فلز. …………………………………………………………………………………………………………………………………..33

فصل سوم: مواد و روش ها ……………………..35

3-1: مواد شیمیایی مورد استفاده…………………………………………………… ………………………………………………………………………….36
3-2: دستگاه های مورد استفاده………………………………………………………………… ……………………………………………………………….37
3-3: آماده سازی کاغذ کربنی……………………………………………………. ………………………………………………………………………………32
3-4: ترسیب الکتروشیمیایی ذرات نیکل بر روی کاغذ کربنی…………………… ……………………………………………………………..32
3-5: ترسیب الکتروشیمیایی ذرات پلاتین بر روی کاغذ کربنی…………………………………. …………………………………………….39
3-6: ترسیب الکتروشیمیایی همزمان ذرات نیکل و پلاتین بر روی کاغذ کربنی……………………. ………………………………..41
3-7: تکنیک های مورد استفاده………………………………… ……………………………………………………………………………………………….42
3- 7-1: میکروسکوپ الکترونی روبشی) SEM( …………………………………………………………………………………………………….42
3-7-2: میکروآنالیز اشعه ایکس همراه با دتکتور پاشنده انرژی )EDX( …………………………………………………………….44
3-7-3: روش ولتامتری چرخه ای…………………………………………………………………………………………………………………………….44
3- 7-4: ولتامتری با روبش خطی پتانسیل )LSV( ………………………………………………………………………………………………46
3-7-4-1: دانسیته جریان مبادله…………………………………………… ……………………………………………………………………………42
3-7-4-2: شیب تافل ……………………………………………………………………………………………………………………………………………42
3-2: روش کرونوآمپرومتری ………………………………………………………………………………………………………………………………………..51
3-9: روش امپدانس الکتروشیمیایی……………………. …………………………………………………………………………………………………….51
3-9-1: مقاومت……………………………………………………………………………………………………………………………………………..52
3-9-2: خازن……………………………………………………………………………………………………………………………..53
3-9-3: منحنی نایکویست…………………………………………… ………………………………………………………………………………………….54
3-9-4: هدایت الکتریکی …………………………………………………………………………………………………………………………………………55
3-9-5: نمودار نایکویست برای مدار )R)R||C ……………………………………………………………………………………………………..56
3- 9-6: مزایا و معایب منحنی نایکویست ………………………………………………………………………………………………………………..52
3-11: سیستم سه الکترودی………………………………………………………………………………………………………………………………………..61

فصل چهارم : نتایج آزمایش ها……………………62

4-1: تعیین مدت زمان بهینه آبکاری جهت تهیه الکترودها………………………………………………………………………………………..63
4-2: بررسی مورفولوژی سطح الکترودهای تهیه شده با استفاده از تکنیک SEM…………………………………………………..67
4-3: آنالیز عنصری پوشش های فلزی دوپ شده بر روی الکترود کاغذ کربنی با استفاده از تکنیک EDX …………74
4-4: بررسی ویژگی الکترودهای تهیه شده با استفاده از روش طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی)EIS( ………..79
4-5: اکسید اسیون الکتروشیمیایی متانول……………………………………………………. …………………………………………………………24
4- 5-1: اکسید اسیون الکتروشیمیایی متانول بر روی الکترود Ni/Carbon paper ………………………………………….25
4-5-2: اکسید اسیون الکتروشیمیایی متانول بر روی الکترود Pt/carbon paper …………………………………………91
4-5-3: اکسید اسیون الکتروشیمیایی متانول بر روی الکترود Ni-Pt/carbon paper …………………………………….93
4-6: مقایسه دو الکترود Pt/carbon paper و Ni-Pt/carbon paper با یکدیگر دراکسید اسیون متانول………………………………………..97
4-7: بررسی پایداری الکترودهای تهیه شده……………………………………………….. ………………………………………………112

فصل پنجم : نتیجه گیری، بحث و پیشنهاد ها …………………115

مراجع……………………………………………………………………………………………………………………………………….119


 مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصاله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

250,000RIAL – اضافه‌کردن به سبدخرید

450,000RIAL – اضافه‌کردن به سبدخرید