ساخت و ارزیابی الکترود هیدروژن بر پایه نانو ذرات نیکل بر بستر گرافن در الکترولیز آب

الکترولیز آب یکی از بهترین روش­ها برای تولید هیدروژن با خلوص بالاست. یافتن کاتالیست­ های ارزان با پایداری زیاد و فعالیت خوب به­ جای فلزات نجیب، به­ عنوان الکترود هیدروژن، موضوع بسیاری از تحقیقات دنیاست. لذا، در این پژوهش، با هدف ساخت یک الکترود کارا برای تولید هیدروژن، نانو­ذرات نیکل بر روی بستر گرافن رشد داده شده و روی فوم نیکل لایه­نشانی شده­اند. ساختار این نانو­ذرات به­ وسیله­ تکنیک­ های مختلفی ازجمله FT-IR، XRD و SEM مورد بررسی قرار گرفت. برای ارزیابی رفتار الکتروشیمیایی نانو­ذرات ساخته ­شده از تکنیک ­های الکتروشیمیایی ولتامتری چرخه­ ای و ولتامتری روبش خطی بهره برده شده است. نتایج نشان می­دهد که فعالیت الکتروکاتالیستی نیکل با گذشت زمان بهبود می­ یابد، به­ گونه­ ای که پس از ۵۰۰ پیمایش محدوده­ پتانسیل، Ni/rGO دارای بیش پتانسیل mV ۲۸۱- در چگالی جریان mAcm-۲ ۱۰ و شیب تافلی mVdec-۱ ۱۲۶- است که این پارامترها پس از ۵ پیمایش، به ­ترتیب، mV ۳۰۳- و mV dec-۱ ۱۴۹- هستند. برای مطالعه عملکرد این نانو­ذرات در فرایند تولید هیدروژن در شرایط واقعی، یک سل الکترولیزی غشایی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج این ارزیابی نشان می­دهد که Ni/rGO در چگالی جریانmAcm-۲  ۲۰۰ دارای پتانسیل ۹/۱ ولت است که در مقایسه با فوم نیکل دارای عملکرد بهتری است.

کلیدواژه ها:

الالکترولیز آب ، تولید هیدروژن ، نانو کاتالیست نیکل ، بستر گرافن ، محیط آلکالاین ، HER