جلال بصیری پارسا

چکیده: بسترهای کاتالیستی، به عنوان یکی از اجزای کلیدی مهم، نقش مهمی در عملکرد، پایداری و تجاری سازی پیل های سوختی ایفا می کنند. در واقع، فعالیت الکتروشیمیایی و پایداری کاتالیست به اندازه ذرات کاتالیست و پراکندگی آن ها در بستر بستگی دارد. هدف کار پژوهشی حاضر تهیه بسترهای کامپوزیتی جدید مبتنی بر پلیمر رسانا و اکسید فلزات برای کاتالیست پالادیم و بررسی کاربرد آن ها در اکسایش اتانول به عنوان سوخت در پیل سوختی الکلی قلیایی مستقیم می باشد. در این راستا طی دو کار پژوهشی، بسترهای کامپوزیتی مختلف به روش ترسیب الکتروشیمیایی با اعمال پتانسیل یا جریان ثابت بر روی الکترود توری تیتانیومی تهیه شدند. در کار پژوهشی اول از پلی آنیلین، با توجه به ویژگی های منحصر به فرد آن، نظیر رسانایی خوب، ارزان قیمت بودن و چسبندگی مناسب به عنوان بستر کاتالیست پالادیم استفاده شد. به منظور بهبود خواص بستر کاتالیست، نانولوله های کربنی چند دیواره و نانوذرات اکسید قلع به ساختار بستر پلیمری اضافه شدند. بر اساس نتایج حاصل از بررسی های الکتروشیمیایی، کاتالیست با بستر نانوکامپوزیت سه-تایی پلی آنیلین/ نانولوله های کربنی چند دیواره/ نانوذرات اکسیدقلع بالاترین مساحت سطح فعال الکتروشیمیایی (m2.g-1 27/26)، بالاترین فعالیت کاتالیستی در اکسایش اتانول (با چگالی جریان mA.cm-2 1/64 و پتانسیل آستانه 725/0- ولت) و بیشترین مقاومت در برابر مسمومیت توسط حدواسط مونوکسیدکربن را دارا می باشد. در کار پژوهشی دوم، بسترهای اکسید نیکل و اکسید نیکل دوپ شده با کبالت و مس به عنوان بستر کاتالیست پالادیم تهیه شدند و عملکرد آن ها به منظور اکسایش الکتروشیمیایی اتانول با کاتالیست پالادیم قرار گرفته بر روی توری تیتانیومی مقایسه شد. بر اساس نتایج به دست آمده، کاتالیست با بستر اکسید نیکل دوپ شده با مس دارای بیشترین مساحت سطح فعال الکتروشیمیایی ( m2.g-1 02/16)، بالاترین فعالیت کاتالیستی در اکسایش اتانول ( با چگالی جریان mA.cm-2 54/62، پتانسیل پیک 2/0- ولت و پتانسیل آستانه 54/0- ولت) و بهترین فعالیت در اکسایش حد واسط مونوکسیدکربن جذب شده بر سطح پالادیم (با چگالی جریان mA.cm-2 49/4 و پتانسیل پیک 25/0- ولت) می باشد. بستر اکسید نیکل دوپ شده باکبالت و مس برهمکنش قوی-تری با نانوذرات پالادیم برقرار کرده و موجب افزایش پایداری الکتروشیمیایی این کاتالیس