بررسی اثر روش ساخت بر فعالیت الکترود نیکل/ روتنیم اکسید درفرایند آزاد سازی گاز هیدروژن

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 3، دوره 10، شماره 3، آذر 1395، صفحه 17-31   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

اسماعیل آرین خواه^{* 1}؛ میر قاسم حسینی²

¹کارشناس ارشد شیمی فیزیک، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

²استاد شیمی فیزیک، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

پوشش روتنیم اکسید با دو روش متفاوت شامل تجزیه ی حرارتی نمک روتنیم کلرید در دمای 400 درجه ی سانتی گراد و نیز با روش رسوب دهی الکتروشیمیایی از حمام کلرید روتنیم- عملیات حرارتی در 120 درجه ی سانتی گراد بر روی بستر نیکلی ساخته شد. فعالیت الکتروکاتالیستی این دو الکترود در محیط سدیم هیدروکسید 1مول بر لیتر، برای آزاد سازی گاز هیدروژن به وسیله ی روش های الکتروشیمیایی شامل ولتامتری چرخه ای، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و نیز قطبش الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که سینتیک فرایند آزاد سازی گاز هیدروژن در سطح الکترود تهیه شده با روش رسوب دهی الکتروشیمیایی سریعتر از نمونه ی تهیه شده با روش تجزیه ی حرارتی است. بدین صورت که مقاومت انتقال بار و شیب تافلی فرایند در سطح این پوشش کمتر و دانسیته جریان عبوری از سطح آن بیشتر است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، و تجزیه عنصری پراکندگی انرژی پرتوی EDX) X) و پراش پرتوی-XRD) X) نمونه ها ، به منظور مطالعه ی ساختار و ریخت آن ها مورد استفاده قرار گرفت. این بررسی ها نیز نشان دادند که ساختار پوشش تهیه شده به روش رسوب دهی الکتروشیمیایی به صورت آمورف و سطح آن حاوی زبری بیشتر است درحالی که در روش تجزیه ی حرارتی پوشش یکنواخت تولید می شود.

کلیدواژه‌ها

روتنیم اکسید؛ تجزیه ی حرارتی؛ رسوب دهی الکتروشیمیایی؛ آزادسازی گاز هیدروژن

مراجع

[1] O'Brien, T.F.; Bommaraju,T. V.; Hine,F.; "Handbook of Chlor-Alkali Technology: Vol1:Fundamentals", Springer Science & Business Media, USA, 1-30, 2007.
[2] Hansen, H.A.; Man, I.C.; Studt, F.; Abild-Pedersen, F.; Bligaard, T.; Rossmeisl, J.; Phys. Chem. Chem. Phys.; 12, 283-290, 2010.
[3] Exner, K.S.; Anton, J.; Jacob, T.; Over, H.;Angew. Chem., Int. Ed., 53, 11032-11035, 2014.
[4] Kötz, E.; Stucki, S.; J. appl. electrochem., 17, 1190-1197, 1987.
[5] Nidola, A.; Schira, R.; J. Electrochem. Soc., 133, 1653-1656, 1986.
[6] Conway, B.; Jerkiewicz, G,;Electrochim. Acta, 45, 4075-4083, 2000.
[7] Cheng, J.; Zhang, H.; Ma, H.; Zhong, H.; Zou, Y.; Electrochim. Acta, 55, 1855-1861, 2010.
[8] Fachinotti, E.; Guerrini, E.; Tavares, A.; Trasatti, S.; J. Electroanal. Chem., 600, 103-112, 2007.
[9] Miousse, D.; Lasia, A.; J. New Mater. Electrochem. Syst., 2, 71-78, 1999.
[10] Park, B.O.; Lokhande, C.; Park, H.S.; Jung, K.D.; Joo, O.S.;J. Mater. Sci., 39, 4313-4317, 2004.
[11] Iwakura, C.; Tanaka, M.; Nakamatsu, S.; Inoue, H.; Matsuoka, M.; Furukawa, N.; Electrochim. Acta, 40, 977-982, 1995.
[12] Tavares, A.; Trasatti, S.; Electrochim. Acta, 45, 4195-4202, 2000.
[13] Hu,C.C.; Huang, Y.H.; J. Electrochem. Soc., 146, 2465-2471, 1999.
[14] Over, H.; Chem. Rev., 112, 3356-3426, 2012.
[15] Conway, B.E,;"Electrochemical supercapacitors: scientific fundamentals and technological applications", Springer Science & Business Media, USA, 259-295, 2013.
[16] Hu, C.C.; Chang, K.H.; Lin, M.C.; Wu, Y.T.; Nano lett., 6, 2690-2695, 2006.
[17] Naoi, K.; Simon, P.; J.Electrochem. Soc., 17, 34-37, 2008
[18] Lačnjevac, U.C; Jović, B.M.; Jović, V.D.; Radmilović, V.R.; Krstajić, N.; Int. J. hydrogen energy, 38, 10178-10190, 2013.
[19] Yoshida, N.; Yamada, Y.; Nishimura, S.I.; Oba, Y.; Ohnuma, M.; Yamada, A.; J. Phys. Chemi. C, 117, 12003-12009, 2013.
[20] Frackowiak, E.; Beguin, F.; Carbon, 39, 937-950, 2001.
[21] Zoski, C.G.; "Handbook of electrochemistry" Elsevier Sience Ltd, USA, 829-849, 2006.
[22] Cornell ,A.; Simonsson, D.;J. Electrochem. Soc., 140, 3123-3129, 1993.
[23] Subramanian, V.; Hall, B.E.; Smith, P.H.; Rambabu, B.; Solid State Ionics, 175, 511-515, 2004.
[24] Mo, Y.; Cai, W.B.; Dong, J.; Carey, P.R.; Scherson, D.A.; Electrochem. Solid-State Lett., 4, E37-E38, 2001.