بررسي فعاليت و تعيين پارامترهاي سينتيكي الكتروكاتاليست پلاتين–كبالت بر پايه نگهدارنده نانوكامپوزيت گرافن-پلي آليل آمين در واكنش احياي اكسيژن در پيل سوختي پليمري

در اين مطالعه نانوكامپوزيت Pt-Co/PAA/GNP به‌دليل رفع مشكل بازده و پايداري پايين الكترود كاتد پيل‌هاي سوختي پليمري به‌ واسطه استفاده از الكتروكاتاليست تجاري Pt/C در تركيب لايه كاتاليست مجموعه الكترود و غشاي پيل‌هاي سوختي توسعه يافت. براي اين منظور نخست گرافن اكسيد به عنوان ماده نگهدارنده به روش اصلاح شده هامر و آفنمن سنتز شد. سپس گرافن اكسيد با پلي آليل آمين به روش پلميريزاسيون به روش اتصال عرضي عامل‌دار شد. پس از آن الكتروكاتاليست آلياژ پلاتين-كبالت توسط روش نوين سنتز پلي ال به كمك امواج مايكروويو بر روي ماده نگهدارنده پخش شد. اندازه‌گيري‌هاي طيف رامان ساختار گرافيتي صفحه‌هاي گرافن احيا شده را تاييد نمود. نتيجه‌هاي طيف فروسرخ حضور پلي آليل آمين را در تركيب ماده نگهدارنده نشان داد. پس از بررسي ساختار و تركيب الكتروكاتاليست‌هاي Pt-Co/PAA/GNP، Pt/PAA/GNP وPt/C توسط تفرق اشعه ايكس و ميكروسكوپ الكتروني روبشي سرانجام كارايي الكترودها با روش‌هاي الكتروشيميايي گوناگون از جمله منحني‌هاي ولتامتري چرخه‌اي، ولتامتري روبش خطي در واكنش كاهش اكسيژن ارزيابي شدند. نتيجه‌هاي تفرق اشعه ايكس، اندازه ميانگين ذره‌هاي آلياژ پلاتين-كبالت پخش شده بر روي نگهدارنده را به تقريب 11 نانومتر نشان داد. تصويرهاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشان داد كه كاتاليست دو فلزي پلاتين-كبالت در اندازه نانو به طور موفقيت آميزي روي نانوصفحه‌هاي گرافن اكسيد عامل‌دار شده با پلي آليل آمين پخش شده و اين ذره‌ها در فيلم به صورت كروي هستند و به خوبي در سطح نگه‌دارنده توزيع شده اند. طبق اندازه‌گيري‌هاي الكتروشيميايي مساحت سطح فعال الكتروشيميايي 15.42 مترمربع بر ميلي‌گرم پلاتين با بهره‌وري 62 درصد كاتاليست و جريان پيك فعاليت ويژه و جرمي به بزرگي 26.3345 و 1.7078 ميلي‌آمپر بر ميلي‌گرم پلاتين براي Pt-Co/PAA/GNP به‌دست آمد كه قابل مقايسه با مقدارهاي به‌دست آمده براي الكترود Pt/PAA/GNP و نمونه تجاري مي‌باشد.