تعيين شرايط بهينه رشد مستقيم CNTs بر روي بستر كاغذ كربني با روش نهشت بخار شيميايي به عنوان بستر الكتروكاتاليست پيل سوختي پليمري

Determining the Optimal Conditions for In-situ Grown Carbon Nanotubes on Carbon Paper Substrate by Chemical Vapor Deposition as an Electrocatalytic Electrode for Polymer Fuel cell

در اين پژوهش، از روش نهشت بخار شيميايي (CVD) براي رشد مستقيم نانولوله هاي كربني (CNTs) بر روي بستر كاغذ كربني تلقيح شده در كاتاليست آهن استفاده شد. پارامترهاي موثر بر كيفيت و چگالي رشد نانولوله ها مانند غلظت و زمان تلقيح كاتاليست آهن، زمان و دماي رشد نانولوله و نسبت شارش گاز حامل به تغذيه كننده مورد بررسي قرار گرفت. نتايج آناليزهاي FESEM، طيف سنجي پراكندگي انرژي پرتو ايكس (EDS)، پراكندگي رامان و TEM، مشخص كرد غلظت M 0/3 و زمان تلقيح min 60 آهن، دماي رشد °C 800، زمان رشد min 20 و ﻧﺴﺒﺖ ﺷﺎرش 150/15 :Ar/C2H2، ﺷﺮاﯾﻂ ﺑﻬﯿﻨﻪ رﺷﺪ ﻣﯿﮑﺮوﻣﺘﺮي و ﺷﺒﮑﻪاي ﻧﺎﻧﻮﻟﻮﻟﻪﻫﺎي ﮐﺮﺑﻨﯽ ﺑﺮ روي ﺑﺴﺘﺮ ﮐﺎﻏﺬ ﮐﺮﺑﻨﯽ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. ﺳـﭙﺲ ﺑـﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺑﺮرﺳﯽ اﯾﻦ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺑﺴﺘﺮ اﻟﮑﺘﺮوﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺴﺖ ﭘﯿﻞ ﺳﻮﺧﺘﯽ ﭘﻠﯿﻤـﺮي، ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺴـﺖ ﭘﻼﺗـﯿﻦ ﺑـﺎ روش ﮐـﺎﻫﺶ اﺗـﯿﻠﻦ ﮔﻠﯿﮑـﻮل ﺑـﺮ روي آن ﺑﺎرﮔﺬاري ﺷﺪ و ﮐﺎراﯾﯽ آن ﺑﺎ ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺴﺖ ﺗﺠﺎري ﭘﻼﺗﯿﻦ ﻧﺸﺎﻧﺪه ﺷﺪه ﺑﺮ ﺑﺴﺘﺮ ﮐﺮﺑﻦ ﺳﯿﺎه، ﺗﻮﺳﻂ ﺗﺴﺖ ﻧﯿﻢ ﺳـﻞ ﻣـﻮرد ﺑﺮرﺳـﯽ ﻗـﺮار ﮔﺮﻓـﺖ. ﻧﺘـﺎﯾﺞ ﺗﺴﺖ ﻧﯿﻢ ﺳﻞ ﻧﺸﺎن داد ﮐﻪ اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﺎﻧﻮﻟﻮﻟﻪﻫﺎي ﮐﺮﺑﻨﯽ ﺑﻪ ﺟﺎي ﮐﺮﺑﻦ ﺳﯿﺎه، ﺑﺎﻋﺚ ﺷﺪ ﺑﯿﺸﯿﻨﻪ ﭼﮕﺎﻟﯽ ﺗﻮان از 4/43 ﺑـﻪ -mWcm 9/90 اﻓـﺰاﯾﺶ ﭘﯿﺪا ﮐﻨﺪ. اﻓﺰاﯾﺶ 123 ﺑﯿﺸﯿﻨﻪ ﭼﮕﺎﻟﯽ ﺗﻮان ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﭘﺨﺶ ﺑﻬﺘﺮ ذرات ﭘﻼﺗﯿﻦ و اﻓﺰاﯾﺶ در دﺳﺘﺮسﭘﺬﯾﺮي آنﻫﺎ ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﻫﻨﺪﺳـﯽ وﯾﮋه ﻧﺎﻧﻮﻟﻮﻟﻪﻫﺎ و ﯾﺎ ﺣﻤﻞ و ﻧﻘﻞ اﻟﮑﺘﺮوﻧﯽ آﺳﺎن ﺑﯿﻦ ﭘﻼﺗﯿﻦ و ﺑﺴﺘﺮ ﮐﺮﺑﻨﯽ ﺑﻪ ﻋﻠﺖ رﺳﺎﻧﺎﯾﯽ ﻓﻮقاﻟﻌﺎده ﻧﺎﻧﻮﻟﻮﻟﻪﻫﺎي ﮐﺮﺑﻨـﯽ ﺑﺎﺷـﺪ. ﻫﻤﭽﻨـﯿﻦ اﺻـﻼح ﻧﻬﺎﯾﯽ اﻟﮑﺘﺮود ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﺗﻤﺴﻔﺮ ﮐﺎﻫﻨﺪه ﮔﺎز ﻫﯿﺪروژن، ﺑﺎ ﻫﺪف ﺑﻬﺒﻮد ﮐﺎراﯾﯽ ﺑﺪون اﻓﺰاﯾﺶ ﺑﺎرﮔﺬاري ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺴـﺖ ﭘﻼﺗـﯿﻦ، ﺑﺎﻋـﺚ ﺷـﺪ ﺑﯿﺸـ ﯿﻨﻪ چگالي توان از 90/9 9 ﺑﻪ -mWcm 18/36 ﺗﻐﯿﯿﺮ ﮐﻨﺪ ﮐﻪ در ﺣﺪود 85 اﻓﺰاﯾﺶ را ﻧﺸﺎن ﻣﯽدﻫﺪ.

No abstract