ساخت، بررسی خواص فیزیکی- شیمیایی تنگستات های فلزی نانوساختاری و اصلاح آنها جهت کاربرد در پیلهای سوختی

عملکرد پیل سوختی به طور عمده، تحت تأثیر کارکرد کاتالیستی کاتد می باشد. تخریب لایه کاتالیستی pt/cیاptm/c یکی از دلایل اصلی کاهش پایداری پیل سوختی پلیمری می باشد. بطوریکه خوردگی بستر باعث تخریب کاتالیست می شود. بنابراین بررسی لایه کاتالیستی نقش مهمی در تعیین عملکرد پیل سوختی دارد. در این پژوهش، تنگستاتهای فلزی جهت استفاده به عنوان بستر در لایه کاتالیستی، مورد مطالعه قرار گرفته اند. این مواد شامل استرانسیم تنگستات، کلسیم تنگستات وکبالت تنگستات می باشند. در بخش اول، تنگستاتهای فلزی نانو ساختاری به روش همرسوبی در دمای ?80 سنتز شده و توسط روش های اشعه ایکس، sem، temوdrs بررسی گردیدند. خصوصیات الکتروشیمیایی نمونه ها در محلول الکترولیت naoh 5/0 مولار با انجام آزمایشهای ولتامتری چرخه ای، منحنی های شارژ-شارژ و بیناب نگاری امپدانس مورد ارزیابی قرار گرفت. در بخش دوم، پلاتین بر روی سطح الکترودهای گرافیت mwo4/ ترسیب شده و مورفولوژی کاتالیستها به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی با قابلیت آنالیز توسط اشعه x تایید گردید. فعالیت الکتروکاتالیستی الکترودها، نسبت به واکنش کاهش اکسیژن در محلول اسیدسولفوریک 5/0 مولار بررسی و با الکترود گرافیتpt/ مقایسه گردید. کاتالیست حاوی تنگستاتهای فلزی فعالیت بهتری نسبت به واکنش کاهش اکسیژن نشان داد. در بخش سوم، پوشش کامپوزیتی تنگستات فلزی و نانولوله های کربنی از طریق فرآیند پوشش دهی الکتروفورتیک ایجاد گردید. سپس با روش ولتامتری چرخه ای در محدوده پتانسیل 1 تا 3/0- ولت با سرعت روبش 10 میلی ولت بر ثانیه در دمای اتاق، پلاتین برروی سطح الکترودها ترسیب شد. خصوصیات فیزیکی الکتروکاتالیستها بوسیله sem/edx بررسی گردید. عملکرد الکترودها نسبت به واکنش کاهش اکسیژن توسط تکنیکهای ولتامتری چرخه ای، ولتامتری با روبش خطی، کرونوآمپرومتری و منحنی های تافل مورد ارزیابی واقع شد. به طور خلاصه، پایداری و استقامت کاتالیستها در حضور mwo4 افزایش یافت. همچنین الکترود های pt/mwo4-swcnt فعالیت الکتروکاتالیستی بهتری را نشان دادند. در بخش چهارم، به مقایسه فعالیت الکتروکاتالیستی، الکترودهای pt/srwo4-swcnt pt/cawo4-swcnt و pt/cowo4-swcntپرداخته شد. فعالیت کاتالیستی و پایداری بالاتر الکترود pt/cowo4-cnt به دلیل توزیع بهتر پلاتین بر روی سطح نانولوله کربنی و کبالت تنگستات، همچنین در دسترس بودن پلاتین بر روی بستر می باشد. این اختلاف را نیز می توان به تفاوت هدایت الکتریکی تنگستاتهای فلزی نسبت داد.