سنتز الکتروکاتالیزگر نقره-پالادیوم به روش ولتامتری چرخه ای بر بستر گرافیتی برای تولید الکتروشیمیایی هیدروژن در محیط اسیدی

تولید الکتروشیمیایی هیدروژن با استفاده از کاتالیزگرهایی با کارآیی بالا از راهکار های موثر برای دستیابی به یک منبع انرژی پاک و تجدید پذیر است. پالادیوم به عنوان یکی از بهترین عناصر به عنوان کاتالیزگر دارای قیمت بسیار بالایی می باشد. در مطالعه ی حاضر با استفاده از فلز نقره میزان مصرف پالادیوم را کاهش داده و کارایی آن بهبود داده شده است. در این تحقیق پوشش Pd-Ag با استفاده از روش رسوب دهی الکتروشیمیایی ولتامتری چرخه ای در حمام رسوب دهی حاوی یون پالادیوم و نقره بر سطح میله ی گرافیتی ایجاد شد و فاکتورهایی از جمله روش نشانش پوشش، نسبت غلظت دو نمک، تعداد چرخه و سرعت روبش بهینه گردید. آزمون های مختلف الکتروشیمیایی جهت سنجش فعالیت و پایداری کاتالیزگری نمونه ها در الکترولیت یک دهم مولار سولفوریک اسید انجام شدند. به منظور مطالعه ی مشخصات سطحی پوشش های ایجاد شده، از آزمون میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (FESEM) مجهز به طیف سنج پراش انرژی پرتوی ایکس (EDS) و آزمون های پراش پرتو ایکس (XRD) استفاده شد. در حالت بهینه اضافه ولتاژ در شار جریان ۱۰- میلی آمپر بر سانتی متر مربع برابر با ۵/۱۷۷- میلی ولت و شیب تافلی آن برابر با(mV.dec-۱) ۹/۱۲۰ می باشد که یکی از بهترین فعالیت های کاتالیزگری را نسبت به سایر پوشش ها بر پایه نقره و پالادیوم از خود نشان می دهد. از دلایل فعالیت بالای کاتالیزگری نمونه ی بهینه می توان به هم افزایی اتم های نقره و پالادیوم، ساختار نانو خوشه ای ایجاد شده و مساحت سطح فعال الکتروشیمیایی بالا اشاره کرد. تغییر بسیار کم اضافه پتانسیل الکترود بهینه تحت چگالی ۱۰۰- میلی آمپر بر سانتی متر مربع به مدت ۵ ساعت الکترولیز، نشان از پایداری الکترود بهینه در شرایط کاری و محیط اسیدی می باشد. روش ساخت کم هزینه، تک مرحله ای و بدون استفاده از هیچ گونه چسب و اتصال دهنده و فعالیت کاتالیزگری بسیار بالا و پایداری خوب نمونه ی بهینه Pd-Ag، امکان استفاده تجاری این الکترود را میسر می سازد.

Keywords:

رسوب دهی الکتروشیمیایی , الکتروکاتالیزگر , نقره-پالادیوم , واکنش تولید هیدروژن