توليد نانوساختار هاي آلياژي الكتروكاتاليست بر روي فوم فلزي به روش ولتامتري چرخه اي مورد استفاده در فرآيند تحول هيدروژن

واكنش تحول هيدروژن (HER) با وجود سبز بودن، با چالش هاي زيادي از جمله قيمت بالاي الكترود كار و بازده كم فرآيند روبرو است. لذا استفاده از فلزات ارزان و داراي خواص الكتروكاتاليستي مطلوب، پاسخ مناسبي به اين نيازها خواهد بود.[1-3] در اين پژوهش با استفاده از زيرلايه فوم مس سطح موثر به مراتب افزايش داده شد. همچنين براي زبر كردن سطح، نانوساختار هاي آلياژي فلزات انتقالي آهن، كبالت و نيكل از يك حمام كلريدي ساده به روش ولتامتري چرخه اي (CV) بر روي سطح آبكاري شد. براي بررسي نانوساختار ها، از ميكروسكوپ¬ الكتروني روبشي (SEM)، طيف سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (EDS) و پراش اشعه ايكس (XRD) استفاده شد. تصاوير SEM حاكي از تشكيل نانوورق هاي شش ضلعي پراكنده بر روي سطح بود. آزمون EDS وجود فلزات را تقريبا با همان نسبت هاي پيش بيني شده، تاييد كرد. براي بررسي خواص الكتروكاتاليستي از ولتامتري روبش خطي (LSV) و طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي پتانسيل پله اي (SP-EIS) در محلول KOH يك مولار استفاده شد. نتايج آزمون LSV نشان داد كه استفاده از فوم به جاي ورق و نانوساختار كردن سطح تا 2 برابر سينتيك احياي هيدروژن را بهبود بخشيده است. در آزمون EIS ديده شد كه با افزايش اضافه پتانسيل، مقاومت به احياي هيدروژن به مراتب كاهش پيدا كرد. در بررسي پايداري شيميايي پوشش ها از آزمون كرونوپتانسيومتري (CP)، كرونوپتانسيومتري پله اي (SCP) و CV استفاده شد. در حين آزمون CP تا 3 ساعت تغيير محسوسي در پتانسيل مشاهده نگرديد و در آزمون SCP در هيچ يك از مراحل نوسانات شديد پتانسيل به چشم نخورد. آزمون CV و آزمون LSV پيش و پس از آزمون CV نيز انجام شد و تغييرات اندكي در دانسيته جريان تبادلي و اضافه پتانسيل احياي هيدروژن ديده شد.