تهیه نانوکامپوزیت کبالت - مس سولفید مشتق شده از چارچوب فلزی-آلی برای واکنش رهایش اکسیژن در باتری روی

در سال­های اخیر، با افزایش جمعیت و کمبود منابع، تمرکز بر توسعه منابع انرژی پاک و تجدید پذیر امری بسیار جدی است. در این میان نانوتکنولوژی مرز­های جدیدی را در علوم و مهندسی مواد در چند دهه گذشته گشوده است. از این رو دستگاه­های تبدیل و ذخیره انرژی الکترو شیمیایی مانند سلول­های خورشیدی، باتری­های فلز- هوا ( روی - هوا و لیتیوم – هوا )، پیل­های سوختی و غیره به دلیل دوستی با محیط زیست مورد بررسی قرار گرفته­اند. در این میان واکنش تکامل اکسیژن(oer) یک واکنش بسیار مهم در باتری روی – هوا می­باشد. کاتالیزور­های مرسوم در این واکنش فلزات نجیب هستند. این مواد گران بوده و پایداری کمی دارند، در نتیجه دانشمندان به دنبال جایگزینی امیدوار کننده برای این دسته از فلزات هستند. در این راستا ما یک الکترود اصلاح شده مبتنی بر نانوکامپوزیت کبالت – مس سولفید مشتق شده از چارچوب فلزی – آلی برای واکنش oer تهیه کردیم. خصوصیات مورفولوژیکی، ساختاری و الکتروشیمیایی را با استفاده از روش­هایی نظیر: میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem)، پراش پرتو ایکس(xrd)، ولتامتری روبشی خطی(lsv)، امپدانس الکتروشیمیایی(eis) و غیره مورد بررسی قرار دادیم. نتایج حاصل نشان داد که الکترود اصلاح شده با نانو کامپوزیتcocu2s4 پایداری خوب، پتانسیل مازاد پایین، تکرار پذیری قابل قبول و فعالیت کاتالیزوری بسیار خوبی را در واکنش oer نشان می­دهد.

preparation of cobalt-copper sulfide nanocomposite derived from metal-organic framework for oxygen evolution reaction in zinc battery

in recent years, with the increase in population and lack of resources, focusing on the development of clean and renewable energy sources is a very serious matter. meanwhile, nanotechnology has opened new frontiers in materials science and engineering in the past few decades. therefore, electrochemical energy conversion and storage devices such as solar cells, metal-air batteries (zinc-air and lithium-air), fuel cells, etc. have been investigated due to their environmental friendliness. meanwhile, oxygen evolution reaction (oer) is a very important reaction in zinc-air battery. the common catalysts in this reaction are noble metals, which are expensive and have little stability, so scientists are looking for a promising alternative to this category of metals. in this regard, we prepared a modified electrode based on cobalt-copper-sulfide nanocomposite derived from metal-organic framework for oer reaction. we investigated the morphological, structural and electrochemical characteristics using methods such as: scanning electron microscope (sem), x-ray diffraction (xrd), linear sweep voltammetry (lsv), electrochemical impedance (eis), etc. the results showed that the modified electrode with cocu2s4 nanocomposite has good stability, low overpotential, acceptable reproducibility and excellent catalytic activity in oer reaction.