کاربرد بعضی نانو ساختارها در ابر خازن های الکتروشیمیایی و الکتروشیمی

در قسمت اول این پایان نامه، نانو ساختارهای ni/co hexacyanoferrates ترکیبی به عنوان کاندیدهای خوب برای ساختن ابر خازن های الکتروشیمیایی معرفی شدند. ترکیبات مختلفni/co hexacyanoferrates بر روی یک بستر ارزان استیل توسط روش cyclic voltammetric (cv) نشانده شدند. نانو ساختارهای ترکیبی metal cyanoferrate یک ظرفیت بالای در حد(765 f.g-1) نسبت به آنچه که ازnickel hexacyanoferrate (379 f.g-1) وcobalt hexacyanoferrate (277 f.g-1) بدست آمده از خود نشان می دادند. نتایج حاصل از طیف امپدانس الکتروشیمیایی (eis) رفتار مطلوب ترکیبات نشانده شده را تایید کردند. 89%از ظرفیت خازنی مخصوص و 95%از کارایی کلومبی پس از 1000 سیکل کاری باقی ماند که نشان دهنده طول عمر و پایداری خیلی خوب این نانو ساختارها به منظور کاربرد در ابر خازن های الکتروشیمیایی بود. در قسمت دوم،نانو آلیاژهایag/pd (با نسبت های مختلفag بهpd ) به روش مایعات یونی همراه با میکروویو سنتز شد. این نانو ساختارها در ساختار الکترود carbon ionic liquid electrode (cile) وارد شد و تاثیر الکتروکاتالیتیکی بسیار خوبی برای این الکترودهای بهبود یافته برای اتانول،گلیسرول و واکنش تولید هیدروژن(her) مشاهد شد. همچنین graphene-palladium/carbon cloth (g-pd/cc) ساخته شد و برای اکسیداسیون الکتروشیمیای متانول به کار رفت. اکسیداسیون الکتروشیمیای اتانول در محیط بازی توسط الکترود (cile) بهبود یافته با نانوآلیاژهای ag/pd مورد مطالعه قرار گرفت. وارد کردن نقره در ساختار پالادیم و کاربرد مایعات یونی به عنوان نگه دارنده در ساختار الکترود باعث بهبود رفتارالکتروکاتالیتیکی پالادیم برای اکسیداسیون الکتروشیمیای اتانول شد. این دو جزء، باعث شیفت منفی پتانسیل شروع و پیک، افزایش جریان پیک و کاهش نسبت دانسیته جریان برگشت (jbp) به دانسیته جریان رفت (jfp) شد. در میان الکترودهایag/pd/cile ag/pd(30:70)/cile بهترین رفتارالکتروکاتالیتیکی را داشت. این الکترود مشخصات کاتالیتیکی بسیار خوبی مثل فعالیت کاتالیتیکی بالا، پایداری، مقاومت در برابر عوامل سمی کننده و ظرفیت بالای اکسیداسیون الکتروشیمیای اتانول (حتی در غلظت های بالای اتانول (m5)) از خود نشان داد. بهبود فعالیت الکتروکاتالیتیکی و فاکتورضد سمی بودن بالا نشاندهنده این است که این الکترود ارایه شده یک کاندید خوب برای ساخت پیل های سوختی اتانولی می باشد. همچنین خواص اکسیداسیون الکتروشیمیای گلیسرول در محیط بازی توسط الکترود ag/pd/cile مطالعه شد در میان نانو آلیاژهایag/pd ، ag/pd(30:70) فعالیت کاتالیتیکی بهتری برای اکسیداسیون گلیسرول از خود نشان داد. الکترود ag/pd(30:70)/cile خواص الکتروکاتالیتیکی خیلی خوب مثل فعالیت کاتالیتیکی، پایداری و مقاومت در برابر عوامل سمی کننده (حتی در غلظت گلیسرول(1m)) برای اکسیداسیون الکتروشیمیای گلیسرول از خود نشان داد. به علاوه وارد کردن نقره در ساختار پالادیم و کاربرد مایعات یونی به عنوان نگه دارنده در ساختار الکترود باعث شیفت منفی پتانسیل شروع و پیک، افزایش جریان پیک و کاهش نسبت دانسیته جریان برگشت (jbp) به دانسیته جریان رفت (jfp) شد. این نتایج الکترود مذکور را به عنوان یک کاندید خوب برای ساخت پیل های سوختی بر پایه گلیسرول پیشنهاد می دهد. همچنین فعالیت الکتروکاتالیتیکی الکترودag/pd/cile برای واکنش تولید هیدروژن مطالعه شد. هنگامی که نانو آلیاژهای ag/pd در ساختار الکترود استفاده شد. پتاسیل مربوط به واکنش (her) به طرف مقادیر مثبت تر نسبت به حالتی که فقط در ساختار الکترود pd حضور داشت شیفت کرد همچنین مشاهده شد که مقاومت انتقال الکترون برای تولید هیدروژن و جذب هیدروژن با افزایش مقدار ag تا میزان 20% کاهش یافت. بهترین نتایج هنگامی به دست آمد که از ag/pd(20:80)/cile استفاده شد. همچنین وارد کردن مایعات یونی در ساختار الکترود باعث بهبود رفتارالکتروکاتالیتیکی نانو آلیاژهای ag/pd برای (her) می شود. در پایان، اکسیداسیون الکتروشیمیای متانول در محیط بازی توسط graphene-palladium/carbon cloth (g-pd/cc) مطالعه شده است. مقادیر بزرگتر جریان رفت (if) به جریان برگشت (ib) نشاندهنده کارایی کاتالیزوری بالاتر و مقاومت بالاتر این الکترود در مقابل با مسمومیت در محیط بازی می باشد. همچنین افزایش زیاد جریان g-pd/cc در مقایسه باpd/cc نشاندهنده سطح زیادی است که مربوط به سطح زیاد گرافن می شد. همه نتایج نشان می دهد که این الکترود یک کاندید خوب برای استفاده در پیل های سوختی متانولی است.