Synthesis and Characterization of Highly Dispersed Nickel-based Catalysts for Alkaline Direct Methanol Fuel Cells

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

Methanol oxidation reaction(MOR)is of great technological interest because of its potential application to direct methanol fuel cells(DMFCs),which show great potential as high-efficiency, low-emission future power source. Platinum is one of the best catalysts for methanol oxidation reaction (MOR), but apart from its high cost and limited abundance, it is generally recognized that pure Pt is prone to carbon oxide (CO) poisoning,which is an intermediate in the methanol oxidation reaction (MOR).However,the overall objective of the work is to develop potentially low cost and efficient platinum-free anode catalysts to at least overcome the issue of high cost of Pt as well as the use of alkaline medium to hasten the kinetics of methanol oxidation reaction. As far as development of Pt-free anode catalysts are concerned, the major contribution in this work focused on incorporating varying composition of Ni metal and co-catalyst metals (Cu,W, and Mo) on carbon support especially multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs).The approach is based on impregnation of a metal salt used as precursor with another metal salt and added drop wise to the functionalized MWCNTs slurry. The synthesisconditions were carefully tailored to reduce particle agglomeration, which after heat treatment generated highly active sites Ni-Mx or Ni-Mx-My/MWCNTs for methanol oxidation reaction. The heat treatment is important in order to tune the physicochemical properties of carbon support (MWCNTs) to form the said highly dispersed Ni-based electro-catalysts. The obtained electro-catalysts were characterized by using electrochemical techniques Chronoamperommetry (CA), potential cycling and Cyclic voltammetry (CV) for their activities towards MOR, durabilities, stabilities and also by spectroscopic techniques to investigate their morphological structures and compositions using TEM (Transmission Electron Microscopy), XRD (X -ray Diffraction technique),Elemental mapping, ICP-MS (Inductively Coupled Plasma-Mass Spectroscopy), FE-SEM (High-end Field Emission Scanning Electron Microscopy), EDX (Energy-dispersive X-ray spectroscopy).

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

09e86304-2fce-45e9-b372-c699ebd15671

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

946015_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

تصنيع وتحليل محفزات النيكل المتناثرة جيدا لخلايا الوقود القاعدية المباشرة ً

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":" سليمان اولاكونل اولانريواجو","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"Abdalla M Abulkibash","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Synthesis and Characterization of Highly Dispersed Nickel-based Catalysts for Alkaline Direct Methanol Fuel Cells

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

تعتبر خلايا وقود الميثانول المباشرة من التقنيات الواعدة حيث يمكن استخدامها كمصدرعالي الكفاءة لتوليد الطاقة ويتميز هذا المصدر بقلة النواتج المنيعثة ويعتبر هذا المصدر صديقا للبيئة. وتعتمد هذه الخلايا على اكسدة الميثانول باستخدام البلاتين كقطب لعملية الاكسدةز وبالرغم من ان البلاتين يعتبر م ن أفضل ُ واحدا المحفزات المستخدمة في تفاعلات أكسدة الميثانول إلإ أنه وبغض النظر عن تكلفته العالية ووفرته المحدودة الا انه يكون عرضة للتسمم بغاز اول أوكسيد الكربون الناتج من تفاعلات أكسدة الميثانول. يهدف هذا البحث الى تطوير محفزات أنودية فاعلة وقليلة التكلفة ويمكن استخدامها في وسط قاعدييعمل على زيادة سرعة تفاعل أكسدة الميثانول. وتعتمد فكرة هذا البحث على دمج تركيبات مختلفة من معدن النيكل مع محفزات مشاركة من معادن النحاس والتنجستون والمولبدنوم ترتكز على دعامة مكونة من أنابيب الكربون النانوية متعددة الجدران. ويتم خلط ملح النيكل مع ملح من معدن آخر ويضاف الخليط قطرة قطرة إلى أنابيب الكربون النانوية متعددة الجدران. وتم الحصول على الظروف المثلى لتحضير هذا الحفاز بحيث لا يتم تكتل مكونة إما من النيكل والمعدن الأول أو من ُ تولد مواقع نشطة جدا ُ الجسيمات ,والتي بعد معالجتها حراريا النيكل والمعدنين و أنابيب الكربون النانوية متعددة الجدران والتي اثبتت فاعليتها في أكسدة الميثانول. ووجد بان المعالجة الحرارية تعتبر مهمة وذلك لضبط الخواص الفيزيوكيميائية لدعامة أنابيب الكربون النانوية متعددة الجدران لكي يتم توزيع الخواص الكهربائية لهذا النوع من الحفازات .ولقد تم تحضير ستة انواع من هذه الحفازات واثبتت فاعليتها في اكسدة الميثانول. ولقد تم توصيف هذه الحفازات بإستخدام التقنيات الكهروكيميائية ( مقياسية التيار والزمن والجهد الدوري ومقياسية الفولت الدوري ) وذلك لنشاطها تجاه تفاعلات أكسدة الميثانول, ومتانتاها وثباتها وكذلك بالتقنيات الطيفية لفحص تركيبها المورفولوجي ومكوناتها بإستخدام مجهر الإنتقال الإلكتروني, وحيود الأشعة السينية , وكشف الخرائط للعناصر , وكشف البلازما المقترنة المستحثة-مع مطيافية الكتلة , ومجهر المسح الإلكتروني الإنبعاث المجالي, و مطيافية الأشعة السينية متشتتة الطاقة.

إشراف وإعداد

الإشراف

Abdalla M Abulkibash

الإعداد

سليمان اولاكونل اولانريواجو

الاقتباسات الببليوغرافية