تهیه الکتروشیمیایی لایه الکتروکاتالیستی حاوی نانو ذرات پلاتین حفره‌دار و گرافن اکساید کاهش یافته بر روی الکترود مغز مداد جهت واکنش آزادسازی هیدروژن

پیل‌های سوختی ابزارهای الکتروشیمیایی برای تبدیل مستقیم انرژی شیمیایی موجود در سوخت به الکتریسیته با کارایی بالا هستند که نیاز به کاتالیزوری با بازدهی بالا دارند در این تحقیق، ابتدا گرافن اکساید کاهش یافته به روش الکتروشیمیایی بر روی الکترود مغز مداد نشانده شد و سپس نانو ذرات کبالت با احیاء الکتروشیمیایی بر روی گرافن اکساید احیا شده، قرار گرفتند و نهایتاً نانو ذرات حفره‌دار پلاتین از طریق جابجایی گالوانی با نانو ذرات کبالت بر روی الکترود ایجاد گردیدند. بهینه‌سازی اجزاء الکترود به روش طراحی ترکیب مرکزی انجام شد. به منظور بررسی ساختاری و ریز ساختاری الکتروکاتالیست سنتز شده از تکنیک میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی و میکروسکوپ الکترونی عبوری استفاده شد. تصاویر الکترونی به دست آمده بیانگر پراکندگی یکنواخت نانوذرات بر روی الکترود مغز مداد است. نتایج بدست آمده از تست‌های ارزیابی الکتروشیمیایی بیانگر کارایی مناسب سطح کاتالیستی و پایداری بسیار زیاد آن به عنوان الکترود کار در واکنش آزادسازی هیدروژن، در سیستم سه الکترودی می‌باشد.

Electrochemical preparation of an electrocatalytical layer containing hollow platinum nanoparticles and reduced graphene oxide on the pencil graphite electrode for hydrogen evolving reaction

Fuel cells are the electrochemical devices for the direct conversion of the chemical energy in the fuel into highefficiency electricity, which requires a highefficiency catalytic converter. In this study, graphene oxide was first reduced by electrochemical method on the pencil graphite electrode, and then the Cobalt nanoparticles were deposited on the reduced graphene oxide with electrochemical deposition method. Finally, the hollow platinum nanoparticles were created by the Galvani displacement reaction of platinum ions with nanoparticles of cobalt. Optimization of the electrode components was done by the central composition design method. In order to investigate the structure and microstructure of synthesized electrocatalyst, the techniques of field emission scanning electron microscopy and transmitted electron microscopy were used. The obtained electronic images represent the uniform dispersion of nanoparticles on the pencil graphite electrode. The results of the electrochemical tests indicate the proper performance of the catalytic surface and its high stability as a working electrode in the reaction of hydrogen evolving in a threeelectrode system.