ساخت کامپوزیت نانو کاتالیست‌های آلیاژی پلاتین و استفاده از آن‌ها در تک سل پیل سوختی الکلی
کد مقاله : 1228-IRANCOMP-FULL (R1)
نویسندگان:
مهدی مهرپویا *1، سید موسوی2، فرزاد ولی زاده2، رضا عسکری مقدم2، صادق صادقی3، فتح اله پورفیاض2
1انرژی های نو و محیط زیست، عضو هیات علمی، دانشگاه تهران
2دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران
3دانشکده علوم دانشگاه تربیت مدرس
چکیده مقاله:
افزایش نیاز به انرژی و همراه شدن با مشکلات زیست محیطی و همچنین، افزایش قیمت سوخت‌های فسیلی، نیاز به منابع انرژی پاک و کارآمد گسترش یافته است. پیل‌های سوختی یکی از مناسب‌ترین گزینه‌ها در جایگزینی روش‌های سنتی تولید انرژی هستند که می‌توانند کاربردهای مختلفی داشته باشند. در ابتدا، کاتالیستهای PtRuFe/SW-CNT ،PtRuFe/MW-CNT ،PtRuFe/Gr ، PtRuFe/Cبا نسبت‌های اتمی 1 :4 :5 ترتیب برای پلاتین، روتنیوم و آهن و کاتالیست PtRu/C با نسبت اتمی1:1 برای پلاتین و روتنیوم، به روش فرایند بهبودیافته احیای الکل تهیه شدند و فعالیت آن‌ها با کاتالیست تجاری Pt/C مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج حاصل از اندازه‌گیری‌های الکتروشیمیایی نشان داد که کاتالیست PtRuFe/SW-CNT دارای بیشترین فعالیت نسبت به اکسایش متانول در مقایسه با Pt/C تجاری و بقیه کاتالیستهای سنتز شده در این پژوهش است. در ادامه، مساحت سطح‌فعال الکتروشیمیایی کاتالیست‌ها با استفاده از ولتامتری چرخه‌ای به دست آمد که کاتالیست با پایه SW-CNT ، دارای ECSA بالاتری نسبت به سایر کاتالیست ها می‌باشد. داده‌های سینیتیکی برای همه کاتالیست‌ها از آزمایش‌های الکتروشیمیایی استخراج شد و نتایج نشان داد که کاتالیست PtRuFe/SW-CNT دارای بیشترین فعالیت نسبت به اکسایش متانول بوده و برای استفاده در پیل سوختی متانولی مستقیم مناسب است. این افزایش قابل‌توجه در عملکرد این کاتالیست در پیل سوختی، به علت انتقال جرم بهتر مولکول‌های سوخت و برهمکنش بهتر کاتالیست با پایه SW-CNT می-باشد.در ادامه، تک سل پیل سوختی الکلی مستقیم ساخته شد و مجموعه الکترود-غشا ساخته‌شده از بهترین کاتالیست درون تک سل قرار گرفت و با سوخت متانول تستهای موردنیاز انجام‌شده و منحنی پلاریزاسیون رسم شد.
کلیدواژه ها:
نانو کاتالیست- واکنش اکسایش متانول- پیل سوختی متانولی -پایه کربنی
وضعیت : مقاله برای ارائه شفاهی پذیرفته شده است