در این رساله، بتا ?نیکل? هیدروکسید (-ni(oh)2?) و گاما ?منگنز ?دی ?اکسید (mno2-?) با ساختار نانو و میکرو سنتز شدند. نانو ذرات در حضور امواج التراسونیک سنتز شدند. منگنز? دی ?اکسید با ساختار نانو به عنوان ماده اولیه برای سنتز نانوذرات لیتیم? منگنز ?اکسید (limn2o4) استفاده شد. همچنین نانوذرات لیتیم ?نیکل ?منگنز ?اکسید (lini0.5mn1.5o4) با استفاده از نانوذرات منگنز? دی ?اکسید و نیکل? هیدروکسید سنتز شد. محصولات سنتزها با روش?های پراش اشعه ایکس (xrd)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، گرما وزن ?سنجی?? (tg) و اندازه?گیری مساحت سطح (bet) مورد مطالعه قرار گرفتند. نانوذرات اکسید?های سنتز شده در مقایسه با میکروذرات، مساحت سطح بیشتری را از خود نشان دادند. قابلیت این مواد بعنوان کاتد در باتری لیتیمی و باتری نیکلی با استفاده از روش?های ولتامتری چرخه?ای، امپدانس الکتروشیمیایی و شارژ و دشارژ گالوانواستاتیک بررسی شد. ولتاموگرام?های بدست آمده برای نانوذرات رفتار برگشت?پذیرتری را برای این مواد نشان داد. با بررسی طیف?های امپدانس مشاهده شد که، مقاومت انتقال بار برای نانوذرات در مقایسه با میکروذرات کمتر است. شارژ و دشارژ باتری?ها در جریان ثابت صورت گرفت. همچنین منحنی?های دشارژ، ظرفیت 241 و mah g-1 270 را به ترتیب برای میکرو و نانو ذرات نیکل هیدروکسید نشان داد. ظرفیت دشارژ برای نانوذرات لیتیم منگنز اکسید mah g-1 145 در سرعت دشارژ c 5/0 بدست آمد که 70 درصد بیش از ظرفیت دشارژ میکرو ذرات بود. همچنین ظرفیت دشارژ نانو ذرات لیتیم نیکل منگنز اکسید سنتز شده در همین سرعت دشارژ mah g-1 141 بدست آمد.

یکی از بخش های مهم در پیل سوختی الکترودهای گازی نفوذی هستند. یکی از راه های افزایش کارایی الکترودها، بهینه کردن فرایند ساخت الکتروکاتالیست است که تا به حال روش های مختلفی مورد استفاده قرار گرفته است. هدف پروژه حاضر، بهینه کردن ساخت کاتالیست پلاتین – کبالت بر روی بستر گرافیتی به منظور افزایش سرعت واکنش کاهش اکسیژن در کاتد پیل سوختی است. بعد از بهینه کردن فرایند ساخت، کاتالیست های فوق با 20% (w/w) pt-co، به منظور ساخت الکترودهای گازی نفوذی با بارگذاری 5/0 به دو صورت آلیاژی و اختلاط فیزیکی با درصد های مختلف ساخته شده و با هم مقایسه شدند. بر اساس نتایج حاصل از تست های الکتروشیمیایی ولتامتری چرخه ای، اسپکتروسکوپی امپدانس و ولتامتری با روبش خطی بهترین کارایی در الکترودهای آلیاژی مربوط به الکترود ptco(55) ( (w/w) pt 50% و(w/w) co50%) و در روش اختلاط فیزیکی مربوط به الکترود pt-co(82) ( (w/w) pt 80% و(w/w) co20%) است. در مجموع پدیده هم افزایی در مورد الکترودهای آلیاژی سازنده تر است.

در این پروژه، الکتروکاتالیست پلاتین به روش الکتروشیمیایی بر روی بستر کربنی ولکان به روش الکتروشیمیایی رسوب داده شده است. بستر از ولکان و پلی تترا فلوئورو اتیلن (30:70) تشکیل شده که روی کاغذ کربن نشانده شده است. از پنج محلول الکترورسوب گیری با غلظت های یکسان از اسید سولفوریک و سدیم سولفات و غلظت های متفاوت از هگزا کلرو پلاتین، برای الکترورسوب گیری استفاده شد: هر یک از پایه های الکترود (بستر نشانده شده روی کاغذ کربن) به مدت 1 ساعت درون یکی از پنج محلول الکترورسوب گیری قرار گرفتند. سپس در هر یک از محلول ها، پلاتین به روش ولتامتری چرخه ای 10 سیکل، 10 سیکل روی بستر کربنی نشانده شد.

با توجه به اهمیت اثر حلال در رفتار الکتروشیمیایی ترکیبات مختلف ، مطالعه آنها حائز اهمیت است . در کار حاضر رفتار الکتروشیمیایی و طیف سنجی کمپلکس بی پیریدین اکسو دی پروکسو مولیبدنیوم (bmp) (moo (o2)2 bipy) (vi) در حلالهای استونیتریل (an)، دی متیل فرم آمید (dmf)، دی متیل سولفوکسید (dmso) و دی کلرومتان (ch2cl2) مطالعه شد. از روشهای الکتروشیمیایی نظیر rde, dp, dct, ac ولتامتری، کرونوآمپرومتری و ولتامتری چرخه ای در سطح الکترودهای pt, gc و au با الکترد مرجع ag/agcl (sat, d) kcl (3m) در حضور الکترولیت حامل تترابویل آمونیوم پرکلرات (tbap) در دمای ثابت استفاده شد. dp ولتاگرامهای کمپلکس در حلالهیا an, dmf, ch2cl2 و dmso در محدوده 0 تا 1800 میلی ولت فقط یک دماغه نشان می دهد. cv گرامهای کمپلکس در حلالهای مذکور برای انتقال الکترون مرحله اول، یک دماغه کاتدی به همراه یک پیش دماغه نشان می دهد ولی دماغه آندی در روبش برگشت ظاهر نمی شود، در صورتیکه لیگند بی پیریدین (bipy) هر دو دماغه آندی و کاتدی را در محدوده پتانسیلهای -1800 تا -2800 میلی ولت نشان می دهد. ac ولتاموگرام ترکیب فوق در ch2cl2 و an به ترتیب یک و دو مرحله انتقال الکترون را شنان می دهند.