طراحی و مشخصه‌یابی الکترود گرافیت دوپه شده با نانوذرات نیکل- فسفر برای استفاده در پیل‌های سوختی متانولی

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 1، دوره 8، شماره 2، شهریور 1393، صفحه 5-12   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

قدسیه السادات فردوسی^{* 1}؛ سید ابولفضل سید سجادی²

¹دانشجوی دکترای شیمی فیزیک، دانشکده شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

²استاد شیمی فیزیک، دانشکده شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

چکیده

در این پروژه اکسایش الکتروکاتالیستی متانول بر روی الکترود گرافیت دوپه شده با نانوذرات نیکل- فسفر در محیط 1 مولار سدیم هیدروکسید مطالعه شد. برای این منظور از روش ولتامتری چرخه‌ای استفاده شد. تهیه الکترود دوپه شده به روش بدون الکترود (آبکاری فاقد منبع جریان خارجی) انجام شد. تصویر SEM و الگوی XRD نشان دهنده ایجاد پوششی از نیکل و فسفر با ساختار نانو است. فسفر موجود در پوشش باعث افزایش مقاومت الکترود در برابر خوردگی و افزایش سختی آن می‌شود. نانوذرات نیکل- فسفر ایجاد شده روی سطح گرافیت اکسایش متانول را در محیط بازی به وسیله‌ی گونه‌ی +NiOOH)Ni3) که در طی فرایند اکسایش تولید می‌شود، کاتالیز می‌کند. اثر غلظت متانول بر جریان پیک اکسایش متانول مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که با افزایش غلظت متانول چگالی جریان پیک اکسایش نیز به صورت خطی افزایش می‌یابد. وابستگی چگالی جریان اکسایش متانول به سرعت روبش پتانسیل و جذر سرعت روبش پتانسیل نیز مورد بررسی قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها

پیل سوختی؛ متانول؛ بدون الکترود (آبکاری فاقد منبع جریان خارجی)؛ نانوذرات نیکل- فسفر

مراجع

[1] Scott, K.; Taama, W.M.; Argyropoulos, P.; J Power Sources, 79(1), 43–59, 1999.
[2] Kordesch, K.; Simander, G.; “Fuel cells and their application”, Weinheim: VCH Verlagsgesellschaft; p.151, 1996.
[3] Raufi-Kian, A.; Sayed-Sadjadi, S.A.; J. Appl. Res. Chem., 4, 41-49, 2011.
[4] Danaee, M.; Jafarian, F.; Forouzandeh, F.; Gobal, M.G.; Mahjani; hydrogen energy; 33, 4367-4376, 2008.
[5] Nishimura, K.; Machida, K.I.; Enyo, M.; J. Electroanal. Chem Interfacial Electrochem, 251 (1), 117-25, 1988.
[6] Parsons, R.; Vander-Noot. R.; J. Electroanal. Chem Interfacial Electrochem, 257 (1-2), 9-45, 1988.
[7] King, W.D.; Corn, J.D.; Murphy, O.J.; Boxall, D.L.; Kenik, E.A.; Kwiatkowski, K.C.; J. Phys.Chem. B.,107(23), 5467-74, 2003.
[8] Antolini, E.; Mater, Chem. Phys, 78(3), 563-73, 2003.
[9] Tufail, A.; Muhammad-Imran-Din, Sh.; Fa

rooq, U.; Tul Zubaida Butta, M.; Athar, M.; Amjad-Chaudhary, M.; Nadeem-Ahmad, M.; Latif Mirza, M.; J. Colloid. Surface A: Physicochem. Eng., 405, 19-21, 2012
[10] Pissinis, D.E.; Sereno, L.E.; Marioli, J.M.; Electroanal. Chem., 694, 23–29, 2013.
[11] Jafarian, M.; Mahjani, M.G.; Heli, H.; Gobal, F.; Heydarpoor, M.; Electrochem. Commun, 5, 184–188, 2003.
[12] Shibli, S.M.A.; Beenakumari, K.S.; Suma, N.D.; Biosens. Bioelectron, 22, 633–638, 2006.
[13] Danaee, I.; Jafarian, M.; Forouzandeh, F.; Gobal, F.; Mahjani; M.G.; Electrochim. Acta; 53, 6602–6609, 2008.
[14] Jafarian, M.; Forouzandeh, F.; Danaee, I.; Gobal, F.; Mahjani, M.G.; J. Solid State Electrochem, 13, 1171–1179, 2009.
[15] Majdi, S.; Jabbari, A.; Heli, H.; J. Solid State Electrochem; 11, 601; 2007.
[16] Ahmadi-Ashtiani, A.; Faraji, S.; Amjad-Iranagh, S.; Faraji, A.H.; Arabian J. Chem; xxx, xxx–xxx; 2013.
[17] Narayanan, T.S.N.; Selvakumar, S.; Stephen, A.; Surf. Coat. Technol, 172, 298-307, 2003.
[18] Bi, H.; Kou, K.C.; Rider, A.E.; Ostrikov, K.; Wu, H.W.; Wang, Z.C.; Appl. Surf. Sci, 255, 6888-6893, 2009.
[19] Jiang, B.; Xiao, L.; Hu, S.; Peng, J.; Zhang, H.; Wang, M.; Optical Materials; 31, 1532-1539, 2009.
[20] Zhao, Q.; Liu; Y.; J. food Eng., 72, 266-272, 2006.
[21] Kinoshita, H.; Yonezawa, S.; Kim, J.; Kawai, M.; Tsukatani, T.; J. Power Sources; 183, 464-470, 2008.
[22] Haag, S.; Burgard, M.; Ernst, B.; Surf. Coat. Technol, 201, 2166-2173, 2006.
[23] Saxena, V.; Rani, R.U.; Sharma, A.K.; Surf. Coat. Technol, 201, 855-862, 2006.
[24] Ashassi-Sorkhabi, H.; Rafizadeh, S.H.; Surf. Coat. Technol, 176, 318–326, 2004.
[25] Hajjizadeh, M.; Jabbari, A.; Heli, H.; Moosavi-Movahedi, A.A.; Shafiee, A.; Karimian, K.; Anal. Biochem, 373, 337–348, 2008.
[26] Yi, Q.; Zhang, J.; Huang, W.; Liu, X.; Catal. Communic, 8, 1017–1022, 2007.
[27] El-Shafei, AA.; Electroanal. Chem, 471(2), 89-95, 1999.
[28] Golikand, A.N.; Asgari, M.; Maragheh, M.G.; Shahrokhian, M.G.S.; Electroanal. Chem, 588(1), 155-60, 2006.
[29] Abdel-Rahim, M.A.; Khalil; J. Power Sources, 134, 160-9, 2004.