Development of Methanol Electro-oxidation Catalysts for Direct Methanol Fuel Cell Application
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
تعتبر الفعالية المنخفضة لحفازات الأكسدة الكهربائية للميثانول، و تسمم هذه الحفازات - ببعض المركبات العضوية البينية المنتجة خلال التفاعل- أحد التحديات الكبيرة التي تواجة تقنية خلية وقود الميثانول المباشر. في هذه الدراسة، تم تحضيرالعديد من حفازات الأكسدة الكهربائية للميثانول. في الجزء الأول، تمت دراسة أداء حفازات (البلاتين-الذهب) المدعومة بنتريدات الكربون الميزومسامية. كما تمت مقارنة أداءها مع أداء حفازات (البلاتين-الذهب) المدعومة بال(فولكان -72) والمدعومة أيضا" بالأنابيب النانومترية الكربونية المتعددة الجدران. أنتجت نتريدات الكربون الميزومسامية بإستخدام ال (إس بي إيه-15) كإطار عند 100، 130 و 150 درجة مئوية. في هذه الدراسة، وجد أن حفازات (البلاتين-الذهب)- المدعومة بنتريدات الكربون الميزومسامية المنتجة عند 150 درجة مئوية- هي أعلى الحفازات فعالية، و تفوق الحفازات التجارية- المعروفة ب(إي-تيك)- بحوالي 30%. في الجزء الثاني، تم إعداد حفازات (البلاتين-الذهب) بإستخدام منهجية جديدة و ذلك بتخليق مساحة سطحية عالية وذلك بإضافة أكاسيد الحديد، والكوبلت والنيكل لدعامة الكربون الميزومسامية، بعدها يتم التطعيم بالبلاتين والذهب. فعالية الحفازات المدروسة تناقصت-إعتمادا" على أكاسيد المعادن المضافة- على النحو التالي: المدعومة بإضافة أكسيد النيكل> المدعومة بأكسيد الكوبلت> المدعومة بأكسيد الحديد الثلاثي> إي-تيك في الجزء الثالث، تم إعداد حفازات البلاتين المدعومة بالكربون الميزومسامي المضاف له أكاسيد السيريوم، البراسيودميوم، النيودميوم والسماريوم (لتخليق مساحة سطحية عالية) متبوعة" بتطعيمها بالبلاتين. أظهرت النتائج أن حفاز البلاتين المدعوم بالكربون الميزومسامي المضاف له أكسيد السيريوم هو الأعلى فعالية، و يفوق الحفازات التجارية المعروفة بال (إي-تيك) بحوالي 3.5 %. أظهرت كل الحفازات- المعدة في هذه الدراسة- ثباتية مقبولة. درست خصائص الحفازات و المعادن ذات الأكاسيد النانومترية- المعدة في هذه الدراسة- بإستخدام التقنيات التاليه: FESEM, BET surface area, FT-IR, UV-Vis, EDS and XRD أخيرا"،من خلال نتائج الفولتية الدورية،ولصناعة الأغشية القطبية أختيرت حفازات ال(إي-تيك) و حفازات (البلاتين-الذهب)التالية:المدعومة بنتريدات الكربون الميزومسامية عند(150، 130 و 100 درجة مئوية)،المدعومة بال(إف) أنابيب الكربون النانومترية المتعددة الجدران، المدعومة بال(فولكان-72). بعد ذلك تم إختبار الأغشية القطبية المصنعة في تقنية خلية وقود الميثانول المباشر. أعلى كثافة طاقة – بمقدار 56.3 ملي وات لكل سنتيميتر مربع عند 80 درجة مئوية- أنتجت عند إستخدام حفازات (البلاتين-الذهب) المدعومة بنتريدات الكربون الميزومسامية، كحفازات أنودية.