مشخصات پژوهش

عنوان	تعیین غلظت بهینه الکتروکاتالیست نانولوله های کربنی آراییده شده با کاتالیست سه فلزی Pt/Fe/V با تست نیم سل پیل سوختی پلیمری
نوع پژوهش	طرح پژوهشی خاتمه‌یافته
کلیدواژه‌ها	نانولوله کربنی عامل دار؛ الکتروکاتالیست؛ PTFeV; نیم سل؛ اثرات هم افزایی؛ واکنش کاهش اکسیژن
چکیده	در این کار پژوهشی غلظت بهینه الکتروکاتالیست نانولوله های کربنی (CNTs) آرائیده شده با کاتالیست سه فلزی پلاتین/آهن/ وانادیم (Pt/Fe/V) به عنوان کاتالیست کاتد پیل سوختی پلیمری تعیین کنیم. پس از عامل دارسازی نانولوله های کربنی در شرایط بهینه ای که حاصل پژوهش های قبلی است، نانوذرات ترکیبی پلاتین/آهن/وانادیوم بر روی نانولوله های کربنی عامل دار شده با استفاده از روش کاهش اتیلن گلیکول رسوب داده شدند. سپس به منظور تعیین غلظت بهینه الکتروکاتالیست، غلظت های مختلف Pt/Fe/V آماده و بر روی نانولوله های کربنی بارگذاری شد. در ابتدا مشخصه یابی ساختاری الکتروکاتالیست با استفاده از آنالیزهای پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان ( FESEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) انجام شد. نتایج مشخصه یابی نشان داد که نانوذرات کاتالیست سه فلزی از توزیع همسان و نانومتری بر روی سطح نانولوله برخوردار است. همچنین تغییر ساختار الکترونیکی نانوذرات، تاییدی بر آلیاژ شدن این نانوذرات با یکدیگر دارد. به منظور بررسی خواص الکتروکاتالیستی، CNTs آرائیده شده با Pt/Fe/V بر روی پارچه کربنی بارگذاری شده و با استفاده از پرس گرم با غشای نفیون، یک نیمه مجموعه غشا و الکترود (MEA) آماده شد. در نهایت فعالیت الکتروشیمیایی CNTs آرائیده شده با Pt/Fe/V با استفاده از تست نیم سل پیل سوختی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد در بین غلظت های مختلف مورد بررسی، غلظت 2 میلی مولار کاتالیست سه تایی Pt/Fe/V حداکثر چگالی توان را 31/27 میلی وات نشان داد که در مقایسه با کاتالیست تجاری Pt/C (20%w) به اندازه 43/4 میلی وات، در حدود 500 درصد افزایش یافته است. افزایش حداکثر چگالی توان همراه با کاهش مقاومت انتقال بار مشخص شده توسط آزمایش های امپدانس الکتروشیمیایی، اثرات هم افزایی آلیاژ شدن پلاتین با آهن و وانادیوم و کاربرد موثر نانولوله های کربنی عاملدارشده را تأیید می کند. در واقع، علاوه بر مساحت سطح ویژه بالا و هدایت الکتریکی فوق العاده نانولوله های کربنی عاملدارشده، افزایش عملکرد الکترود PtFeV/FCNTs را می توان به بهبود فعالیت الکتروکاتالیستی آلیاژ نانوذرات سه فلزی PtFeV، ناشی از فشرده سازی و تغییرات ظرفیت شبکه پلاتین در طول آلیاژسازی نسبت داد. به این ترتیب کارایی پیل های های سوختی
پژوهشگران	هاجر رجایی لیتکوهی (نفر اول)، عذرا قوامی (همکار)