الکترود های گازی نفوذی، از اجزای مهم پیل های سوختی هستند. در این پروژه، لایه واکنش با افزودن مقادیر متفاوت از کربن فعال، کربن ولکان، کربن نانو لوله تک دیواره و گرافیت دستخوش تغییر شده است و در نهایت تاثیر این تغییرات بر الکترود ها با استفاده از روش های الکترو شیمیایی ولتامتری چرخه ای، ولتامتری روبش خطی،کرنو آمپرومتری و اسپکتروسکوپی امپدانس شیمیایی مورد بررسی قرار گرفته است. توسط روش ولتامتری چرخه ای، مساحت سطح فعال الکتروشیمیایی,توسط روش ولتامتری روبش خطی، شیب تافل و دانسیته جریان تبادلی و ضریب انتقال با استفاده از رابطه باتلر – ولمر و رابطه تافل محاسبه می شوند. توسط روش کرنو آمپرومتری ,ضریب نفوذ اکسیژن و توسط روش امپدانس و استفاده از مدار معادل های مناسب و فیت سازی توسط نرم افزار، مقاومت انتقال بار و هدایت الکترونی الکترود قابل محاسبه است. برای این منظور از سولفوریک اسید2/5 مولار به عنوان الکترولیت و از pt/c 20% به عنوان پایه الکتروکاتالیست استفاده شده است. میزان بار گذاری در تمامی الکترود های تهیه شده0/3 mg.cm-2 می باشد. ارزیابی الکترودها توسط سیستم سه الکترودی و با استفاده از دستگاه پتانسیواستات گالوانواستات zahner انجام شد. نتایج حاصل از آزمایش های انجام شده نشان داد که افزایش برخی از درصد های کربن نانو لوله تک دیواره و گرافیت نسبت به الکترود های بدون ماده افزودنی و همینطور الکترود های تهیه شده با کربن فعال و ولکان افزوده شده ،کارایی بهتر و بالاتری را نمایش می دهند.

در پروژه تحقیقاتی حاضر برای اولین بار کاربرد روش سل-ژل الکوکسیدی در تهیه کامپوزیت زیرکونیا- نانولوله کربنی مورد ارزیابی قرار گرفت. در این راستا ضمن استفاده از عوامل کنترل فرآیندهای هیدرولیز و تراکم، مانند استیل استون بعنوان عامل کمپلکس زا و همچنین ph محیط واکنش، شرایط بهینه عامل دار کردن نانولوله های کربنی بوسیله فرآیندهای اسیدی درجهت پراکنده سازی مناسب آنها در محیط واکنش مورد استفاده در فرآیند سل-ژل نیز مورد تحقیق قرار گرفت. تاثیر وجود نانولوله های کربنی در بهبود خواص مکانیکی کامپوزیت نهائی با استفاده از مقادیر مختلف آنها در محدوده 2-5/0 درصد وزنی مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به مشکلاتی که در سینترینگ پودر نانوکامپوزیت از طریق روش معمول بخصوص از نظر عدم دستیابی به داتسیته مطلوب و احتمال آسیب به نانولوله های کربنی وجود داشت، از فرآیند سینتر پلاسمای جرقه ای (sps) برای ساخت قطعه نهائی کامپوزیت، استفاده شد. طی مراحل مختلف سنتز پودر و ساخت قطعه کامپوزیت از تکنیکهای گوناگون آنالیز و مشخصه یابی مواد مانند، xrd، sem، ftir، tem،sta و غیره بمنظور ارزیابی فرآیندها از طریق تعیین مشخصه های ساختاری محصولات بدست آمده در هر مرحله استفاده شد. نتایج نشان داد که علیرغم کنترل فرآیند های هیدرولیز و تراکم توسط عامل کمپلکس زای استیل استون و تشکیل فاز پایدار ysz در شرایط اسیدی ملایم ، پودر زیرکونیای بدست آمده سینتر پذیری لازم برای ساخت قطعه مناسب را، ندارد. در مقابل، استفاده از شرایط بازی محیط واکنش درفرآیند سل-ژل، منجر به تهیه پودرزیرکونیا با کیفیت مناسب از نظر اندازه و شکل ذرات و همچنین سینتر پذیری بمراتب بهتر می شود. بررسی ریز ساختار و خواص مکانیکی نمونه های سینتر شده مربوط به شرایط بازی در دمایc ° 1400و فشار mpa 25، حاکی از پخش همگن نانولوله های کربنی در ماتریس زیرکونیائی حاوی 5/0 درصد نانولوله های کربنی و همچنین افزایش 24 درصدی چقرمگی شکست نسبت به زیرکونیای خالص می باشد، که با افزایش درصد وزنی نانولوله های کربنی، چقرمگی شکست کاهش می یابد. نتایج این بررسی همچنین نشان داد که دانسیته و سختی کامپوزیتها در تمامی موارد ، روند کاهشی را نشان می دهد. بررسی های سطح شکست توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که مد شکست عمدتا به صورت شکست بین دانه ای می باشد و مکانیزمهای چقرمگی نظیر پل زنی ترک توسط نانولوله کربنی و بیرون زدگی نانولوله کربنی در سطوح شکست و پولیش شده نمونه ها مشاهده شد.

در این کار پژوهشی، گرافیت اکسید و گرافن با روش اصلاح شده هامرز سنتز شده است. همچنین نانوکامپوزیت های گرافیت اکسید/ پلی آنیلین و گرافن/ پلی آنیلین را با مورفولوژی های کنترل شده از قبیل نانو فایبر، نانو کره، نانو لوله، نانو ریبون، نانو گرانول و نانو میله از طریق پلیمریزاسیون درجای مونومر آنیلین در حضور گرافیت اکسید تهیه شده و سپس کامپوزیت گرافیت اکسید/پلی آنیلین با استفاده از هیدرازین کاهش داده و به دنبال آن واکنش های ری-اکسیداسیون و ری- پروتوناسیون پلی آنیلین کاهش یافته انجام شده تا نانوکامپوزیت گرافن/پلی آنیلین به دست آید. پارامترهای مختلفی از جمله اسیدیته محلول، غلظت آنیلین و دمای واکنش در کنترل شکل نهایی محصول کامپوزیت موثر است. از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) برای تعیین مورفولوژی مواد استفاده شده است. آنالیزهای پایداری حرارتی (tga)، پراش اشعه ایکس (xrd)، طیف سنجی زیر قرمز (ft-ir) و رامان برای شناسایی و بررسی خواص محصول نهایی مورد استفاده قرار گرفته است.

چکیده ندارد.