در این پروژه، به ساخت الکترود آند متخلخل بر پایه نانو کاتالیست غیر پلاتینی جهت توسعه نواحی سه فازی در الکترود پرداخته شده است و سپس فعالیت الکتروکاتالیست در اکسایش اتیلن گلیکول در محیط قلیایی بررسی شد. اتیلن گلیکول به سبب سمیت کم آن، نقطه جوش بالا (k471)، چگالی انرژی بالا ( wh dm-356/7) و واکنش پذیری نسبتا بالا، به عنوان یک سوخت با ارزش مورد توجه زیادی قرار گرفته است. بنابراین، لازم است که آن را به عنوان یک سوخت برای پیل سوختی معرفی کرد. ریز ساختار لایه کاتالیست ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که لایه کاتالیست حاوی نانو ذرات غیر پلاتینی و لایه کاتالیست حاوی نانوکاتالیست wt)10%( pd/c دارای ساختار متخلخل هستند. در این تحقیق در ساخت الکترود در سل سه الکترودی و در پیل سوختی از نانو کاتالیست غیرپلاتینی hypermectmاستفاده شده است و سپس رفتار و کارایی الکترود با استفاده از روش های ولتامتری چرخه ای، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی وکرونوآمپرومتری بررسی شده است. نتایج حاصل از ولتامتری چرخه ای، مقدار چگالی جریان پیک های اکسیدی بر روی الکترود غیر پلاتینی hypermectm را µa µg-1metal 78 نشان می دهد که بیش از دو برابر بزرگتر از، چگالی جریان پیک-های اکسیدی الکتروکاتالیست wt)10%( pd/c با مقدار µa µg-1metal 30 می-باشد. با بررسی نسبت جریان پیک آندی رفت به پیک آندی برگشت برای هر دو الکتروکاتالیست، مقدار این نسبت در صورت استفاده از الکتروکاتالیست غیرپلاتینی hypermectm و الکتروکاتالیست wt)10%( pd/c به ترتیب 36/2 و 57/1 است. این نسبت مسمومیت کمتر الکتروکاتالیست غیرپلاتینی hypermectm را توسط محصولات حاصل از اکسایش نشان می دهد. نتایج پیل سوختی اتیلن گلیکول مستقیم با غشاء تبادل آنیون با نانو کاتالیست آندی غیرپلاتینی hypermectm یک پیک چگالی توان mw cm-2 7/17 را که بیشتر از wt)10%( pd/c با مقدار چگالی توان mw cm-2 6/8 می باشد (در دمای c° 25) از خود نشان می-دهد. کلمات کلیدی: کاتالیست غیرپلاتینی hypermectm، الکترود آندی متخلخل، پیل سوختی اتیلن گلیکول مستقیم، الکترواکسایش اتیلن گلیکول

گلوکز، دارای دانسیته ی انرژی بالایی بوده و به راحتی ذخیره می شود. از لحاظ شیمیایی، پایدار و غیر قابل اشتعال است. همچنین غیر سمی بوده و به راحتی در طبیعت یافت می‏شود. بنابراین پیل سوختی گلوکز مستقیم می تواند گزینه ی خوبی برای تحقیق در بین پیل های سوختی باشد. در سال های اخیر تحقیقات گسترده ای برای بهبود نانوکاتالیست های پیل سوختی گلوکزمستقیم، چه در قسمت آند و چه در قسمت کاتد صورت گرفته است. در این پروژه الکترودهای آند توسط نانوکاتالیست های آندی ارزان قیمت غیر پلاتینی hypermectm ساخته شده و عملکرد آن با الکترودهای مرسوم دارای نانو کاتالیست wt%10pd/c در واکنش اکسایش الکتروشیمیایی گلوکز مقایسه شده است. با بررسی اثرات غلظت گلوکز بر کارایی الکترودهای آند نانوساختار،غلظت بهینه سوخت تعیین شده است که عبارت است از گلوکز 1/0 مولار و koh یک مولار. مورفولوژی و رفتارالکترودهای متخلخل بر پایه نانوکاتالیست های آندی غیر پلاتینی hypermectm و پالادیومی با روش میکروسکوپ الکترونی ((sem ، روش های الکتروشیمیایی، منحنی های عملکرد در پیل سوختی و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی میزان مسمومیت، مقایسه فعالیت دو نانو کاتالیست و پایداری نانوکاتالیستها از جمله کارهایی است که در این پایان نامه انجام شده است. طبق نتایج، پایداری نانوکاتالیست wt%10pd/c بیشتر از نانوکاتالیست غیرپلاتینی hypermectm است. در نهایت با ساخت و توسعه مجموعه الکترود-غشا با ساختار نانو با الکترود آند غیر پلاتینی hypermectm وغشای تبادل کننده آنیونی و بکارگیری آن در پیل سوختی گلوکز مستقیم، دانسیته توان22 میلی وات بر سانتی متر مربع با آند متخلخل غیر پلاتینی hypermectm و 13 میلی وات بر سانتی متر مربع با آند متخلخل wt%10pd/c در شرایط سوخت و اکسیدان ایستا در دمای اتاق بدست آمد که در مقایسه با کارهای مشابه انجام شده نتایج قابل مقایسه است. میزان مقاومت انتقال بار و جرم نیز با هر دو الکترود آند بررسی و مقایسه شد که طبق نتایج الکترود غیر پلاتینی hypermectm سرعت انتقال الکترون و انتقال جرم بالاتری نسبت به الکترود wt%10pd/c داشت.