مشخصات پژوهش

عنوان	بررسی تأثیرگاز هیدروژن در کاهش نانوذرات کاتالیست های ترکیبی با پلاتین بر روی نانولوله ها با هدف استفاده به عنوان الکترود الکتروکاتالیتیک در پیل های سوختی پلیمری
نوع پژوهش	طرح پژوهشی خاتمه‌یافته
کلیدواژه‌ها	پیل سوختی پلیمری، لایه کاتالیست، نانولوله های کربنی، هیدروژن، نیم سل.
چکیده	در پژوهش حاضر، از نانولوله های کربنی به عنوان بستر کاتالیستی الکترود پیل سوختی پلیمری استفاده شد و الکترود Pt/Fe/Ni-CNT/CP با استفاده از روش کاهش اتیلن گلیکول سنتز شد. در ابتدا نانولوله های کربنی با استفاده از دستگاه نهشت بخار شیمیایی (CVD) به روش مستقیم و درجا بر روی کاغذ کربنی (CNT / CP)، که به عنوان بستر الکتروکاتالیست در پیل سوختی پلیمری (PEM) مورد استفاده واقع می شود، رشد داده شد. رشد مستقیم نانولوله های کربنی بر بستر کاغذ کربنی در شرایط بهینه ای صورت گرفت که حاصل کارهای تحقیقاتی قبلی مجری طرح است. آنالیزهای مشخصه یابی ریخت شناسی، فیزیکی و شیمیایی همراه با مساحت سطحی ویژه بالا (159.24 متر مربع در گرم) و زاویه تماس بزرگ قطره آب بر روی سطح نانوکامپوزیت حاصله (° 3/0± 2/157) که نشان از از درجه آبگریزی بالای این نانوساختار است، نشان داده بود که نانولوله های کربنی رشد کرده مستقیم بر بستر کاغذ کربنی می تواند یک گزینه امیدوار کننده در بسیاری از کاربردهای فناورانه در زمینه تولید انرژ های پاک به شمار رود. در این راستا نانوکامپوزیت CNT /CP پس از عامل دارسازی با استفاده از روش اکسیداسیون شیمیایی در ترکیبی از اسیدسولفوریک و اسید نیتریک به عنوان بستر کاتالیستی الکترود کاتد پیل سوختی پلیمری در نظر گرفته شد و کاتالیست سه گانه Pt/Fe/Ni با استفاده از روش کاهش اتیلن گلیکول بر روی آن بارگذاری شد. در این مرحله برای کاهش بیشتر نانوذرات کاتالیست ترکیبی، نمونه ها در کوره CVD تحت شارش گاز کاهنده هیدروژن قرار گرفتند. در نهایت با پرس گرم به الکترولیت جامد نفیون فرآوری شده، متصل و برای تست نیم سل آماده شد. برای مقایسه کاتالیست تجاری Pt-C نیز بر روی کاغذ کربنی بارگذاری و به روش مشابه با پرس گرم به نفیون متصل شد. نتایج آزمون نیم سل پیل سوختی پلیمری نشان داد که نه تنها استفاده از نانولوله های کربنی به جای کربن سیاه نقش ویژه ای در بهبود عملکرد کاتد پیل سوختی پلیمری دارد بلکه استفاده از گاز هیدروژن در مرحله کاهش کاتالیست های فلزی نیز به طور قابل توجهی بهره وری را تا 91٪ بهبود می بخشد. به این ترتیب کارایی پیل های های سوختی پلیمری بدون نیاز به بارگذاری کاتالیست های اضافی و تحمیل هزینه های مربوطه به آن، افزایش چشمگیری پیدا کرد.
پژوهشگران	هاجر رجایی لیتکوهی (نفر اول)، علی بهاری (همکار)