بهینه‌سازی ترکیب نانوساختار کربنی به عنوان زیر لایه در رشد الکتروکاتالیست‌های کبالت

Abstract

گرم شدن کره زمین و دیگر اثرات زیست محیطی نامطلوب ناشی از سوخت‌های فسیلی، جوامع بشری را به استفاده از انرژی‌های پاک و تجدید پذیر سوق داده است. در این حوزه، تولید هیدروژن از واکنش تجزیه آب رویکرد کلیدی به شمار می‌رود. به منظور کاهش پتانسیل اضافی مورد نیاز برای واکنش اکسیداسیون آب باید از نانوساختارهای الکتروکاتالیست‌ ارزان‌ قیمت مانندCo, Cu, Fe, Mn, Zn و Ni استفاده کرد. در این پژوهش از الکتروکاتالیست کبالت رشد یافته بر بستر‌ توری استیل استفاده شده است و برای سهولت در لایه ‌نشانی، روش الکتروشیمیایی مورد استفاده قرار گرفته است، زیرا این روش با توجه به سادگی می‌تواند در مقیاس تجاری نیز مفید باشد. طبیعتاً شرایط زیر لایه نیز نقش مهمی را در بازده الکتروکاتالیست دارد، بنابراین استفاده از پوشش‌های نانوساختار کربنی به صورت ترکیبی از اکسید گرافن و نانولوله‌های کربنی، به منظور کاهش پتانسیل اضافی و افزایش بازده الکتروکاتالیست استفاده شد. طبق نتایج به دست آمده، 40 درصد وزنی از اکسید گرافن و 60 درصد وزنی از نانولوله کربنی در خمیر کربنی تهیه شده منجر به رشد بهتر نانوورقه‌های اکسید کبالت خواهد شد. در لایه مورد نظر، کبالت در فاز بلوری فلزی مشاهده شده و پتانسیل اضافی و مقاومت الکتریکی به ترتیب mV 305 و Ω 20 اندازه‌گیری شده است