مطالعه استفاده از نانو ذرات اکسید روی برای تهیه الکتروکاتالیست برای واکنش کاهش اکسیژن در پیل های سوختی دمای پایین

در پروژه حاضر، ابتدا نانو ذرات اکسید روی به روش حالت جامد سنتز شده و از آن به عنوان بستر یا پایه غیر کربنی برای تهیه الکتروکاتالیست پلاتین استفاده و نانوکاتالیست pt/zno با فرآیند ترکیبی بارورسازی و دانه نشانی سنتز شد. از تکنیک پراش اشعه ایکس برای اطمینان از احیاء پلاتین بر روی بستر نانو ذرات اکسید روی استفاده شده است. سپس به کاتالیست مقادیر 10 تا 50 درصد وزنی آن، گرافیت و کربن ولکان و نانو لوله کربنی تک دیواره اضافه و 3 نوع الکترود مختلف ساخته شد. برای مطالعه کارایی الکترودها تست های الکتروشیمیایی نظیر ولتامتری با روبش خطی پتانسیل و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و ولتامتری چرخه ای مورد استفاده قرار گرفت. چگالی جریان تبادلی و مقاومت انتقال بار و مساحت سطح فعال به عنوان معیار برای بهینه سازی الکترودها به کار گرفته شد و نتایج نشان داد که مقادیر بهینه در سه الکترود pt/zno+50%g, pt/zno+30%v, pt/zno+30%cnt وجود دارد که در بین الکترودهای هم نوع خود بالاترین چگالی جریان تبادلی و کمترین مقاومت انتقال بار و بیش ترین مساحت سطح فعال الکتروشیمیایی را نشان دادند. در نهایت بهترین الکترود ساخته شده که شامل کاتالیست pt/zno و کربن نانو لوله بود با الکترود تجاریpt/c (20%wt) مقایسه شد که چگالی جریان تبادلی برای بهترین الکترود ساخته شده ma.cm2885/70، مقاومت انتقال بار? 5، مساحت سطح فعالm2.g-1 79/46 و الکترود ساخته شده نشان داد که تا 1200 چرخه پایدار است. همچنین تکنیک میکروسکوپ الکترونی روبشی برای بررسی مورفولوژی سطح بهترین الکترود مورد استفاده قرار گرفت. نتایج میکروسکوپ الکترونی نشان دادند که الکترود ساخته شده دارای توزیع یکنواختی از نانو ذرات پلاتین و اکسید روی است.