Platin-nikel Nanowires ve oksijen azaltma performansı için en iyi duruma getirme sentezi

Bu prosedürün genel amacı, oksijen indirgeme reaksiyonunda yüksek düzeyde performans ve dayanıklılık gösteren platin bazlı, genişletilmiş yüzey elektro-katalizörleri üretmektir. Bu yöntem, gereken platin miktarını azaltarak ve katalizör tabakasının maliyetini düşürerek hidrojen yakıt hücrelerindeki temel sorunların ele alınmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, yüksek elektrokimyasal yüzey alanlarına, yüzey katalizörlerinin aşınma sınırlamasına sahip malzemeler üretmesidir.

Yer değiştirme işlemi ile nanotel sentez adımlarına başlayın. 50 mililitrelik bir santrifüj tüpüne 20 mililitre deiyonize su ve 40 mililitre nikel nanotel ekleyin. Karışımı bir sonikatör içine yerleştirin ve beş dakika boyunca sonikat yapın.

Bu arada, bir mineral yağ banyosu ve bir elektrikli karıştırıcı hazırlayın. Askıya alınmış nanotelleri sonikatörden alın ve bunları 250 mililitrelik yuvarlak tabanlı bir şişeye aktarın. Şişeye 60 mililitre deiyonize su ekleyin.

Daha sonra 90 santigrat dereceye kadar ısıtılacak mineral banyosuna yerleştirin ve aynı anda 500 RPM'de karıştırın. Karıştırıcıyı bir cam şaft üzerinde bir PTFE kürekle donatın. Şimdi platin nikel nanotelleri oluşturun.

Otomatik bir şırınga pompası hazırlayın ve bir şırınga hazırlayın. Ucunda yaklaşık 8 santimetre boru bulunan 20 mililitrelik bir şırınga kullanın. Daha sonra, 15 mililitre deiyonize su elde edin ve 8.1 miligram potasyum tetrakloroplatinat ekleyin.

Çözeltiyi şırıngaya aktarın. Ardından şırıngayı şırınga pompasına yerleştirin. Pompanın çözeltiyi nanoteller içeren şişeye eklemesini sağlayın.

Hızı dakikada bir mililitreye ayarlayın ve pompayı çalıştırın. Aktarım tamamlandıktan sonra, şişeyi iki saat boyunca 90 santigrat derecede karıştırmaya ve ısıtmaya devam edin. İki saat sonra, çözeltiyi bir santrifüj tüpüne koyun ve 15 dakika boyunca 2500 G'de santrifüjleyin.

Santrifüjleme, tüpte süpernatan ortaya çıkar. Bunu bir atık kabına dökün. Süpernatan gittikten sonra, katılara taze deiyonize su ekleyin.

Karışımı yaklaşık 10 saniye boyunca sonikleştirin. Santrifüj, süpernatan çıkarma ve yeniden süspansiyon adımlarını, su ile 3 kez ve 2-Propon ile dördüncü kez tekrarlayın. Sonunda, nanotelleri 20 mililitrelik bir cam parıldama şişesine koyun.

Nanotelleri gece boyunca 40 santigrat derecede kuruması için vakumlu bir fırına alın. İlk olarak, 20 mililitrelik bir parıldama şişesinde, Mürekkep adı verilen şeyi hazırlayın. Bu deiyonize su, 73 mikrogram platin ve 2-propanol içeren bir katalizördür.

Şişeyi beş dakika boyunca buzlayın. Beş dakika sonra mürekkebe 10 mikrolitre iyonomer ekleyin. Şişeyi buz kabına geri koyun ve her ikisini de sonikatör üzerine taşıyın.

Şişeyi korna ile 30 saniye boyunca sonikleştirin. Bunu 20 dakika boyunca banyo sonikasyonu ile takip edin. 30 saniyelik başka bir boynuzlu sonikasyon ile bitirin.

Sonikasyon sırasında, grafitleştirilmiş karbon nanofiberlerden oluşan bir kap hazırlayın. Sonikasyonlu mürekkebi alın ve 7,5 mililitre çıkarmak için bir pipet kullanın. Çekilen mürekkebi nanofiberlere ekleyin.

Şimdi, buzdaki mürekkebi 30 saniye boyunca bir korna ile sonikleştirin. Sonra 20 dakika banyo yaparak. Ve tekrar korna ile, 30 saniye boyunca.

Hazır, üzerine monte edilmiş bir çalışma elektrotu olan ters çevrilmiş bir döndürücü bulundurun. Burada camsı bir karbon elektrot kaplamaya hazırdır. Elektrot dönüşünü 100 RPM'de başlatın ve üzerine 10 mikrolitre sonikasyonlu mürekkebi pipetleyin.

İşiniz bittiğinde, dönüşü 700 RPM'ye yükseltin. Elektrot kurudukça, mürekkeple üç sonikasyon adımını tekrarlayın. Karışım hızı 100 RPM'deyken, dönüş hızını 700 RPM'ye çıkarmadan önce çalışma elektroduna pipet ve ek 10 mikrogram mürekkep ekleyin.

Yarım hücreyi onda bir molar perklorik asit ile doldurun. Şimdi dönen disk elektrot test istasyonunu monte edin. Test istasyonunun çalışan bir referansı ve ana test hücresine bağlı karşı elektrodu vardır.

Ardından, çalışma elektrodunu modüle edilmiş bir hız kontrol cihazına bağlayın. Ardından, çalışma elektrot ucunu aside batırın. Elektrokimyasal ölçümler almak için bir potansiyostat kurun.

Elektrokimyasal koşullandırmadan önce, elektroliti yedi dakika boyunca nitrojenle temizleyin. Şimdi, oksijen indirgeme polarizasyon eğrilerini ölçmeye hazırlanın. 2500 RPM'de döndürerek çalışma elektrodunu başlatın.

Elektroliti oksijenle temizleyin. Yedi dakika sonra, elektroliti örtmek için oksijen tahliyesini ayarlayın. Elektrot dönüşünü 1600 RPM'ye yavaşlatın.

Otomatik doğrusal tarama fotometrisi ölçümü için parametreleri ayarlayın ve deneyi çalıştırın. Ölçüm tamamlandığında, dönüşü durdurun ve elektroliti atın. Hücreyi perklorik asitle yeniden doldurduktan ve elektrodu daldırdıktan sonra, yedi dakika boyunca oksijenle temizleyin.

Aynı parametreleri kullanarak doğrusal tarama fotometrisi ölçümünü tekrar gerçekleştirin. Bu veriler, platin öncüsünün miktarının bir fonksiyonu olarak platin nikel nanotel bileşimini göstermektedir. Potasyum tetrakloroplatinat, galvanik yer değiştirme sırasında 40 miligram nikel nanotele eklenir.

Galvanik yer değiştirme sırasında platin öncüsünün artması, platin içeriğini ve ortaya çıkan katalizörü arttırır. Bu grafik, platin yer değiştirmesine karşı elektrokimyasal yüzey alanıdır. Platin içeriğinin artması, genellikle daha düşük platin bazlı elektrokimyasal yüzey alanlarına sahip katalizör ile sonuçlanır.

Optimum performans% 7.3'lük bir platin bileşiminde meydana geldi. İşte diz çökme sıcaklığının bir fonksiyonu olarak oksijen indirgeme reaksiyonu için kütle aktivitesi. 250 santigrat derecelik bir sıcaklık, optimum kütle aktivitesine sahip katalizör üretti.

Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik uygun şekilde uygulanırsa yaklaşık bir haftada tamamlanabilir. Bu prosedürü denerken, trilyonda bir seviyesindeki kirleticilerin elektrokimyasal olarak ilgili olduğunu hatırlamak önemlidir. Bu prosedürü takiben, su ısıtıcısı yapısı ve cihaz performansı dahil olmak üzere ek soruları yanıtlamak için mikroskopi ve membran elektrot montaj testi dahil olmak üzere diğer yöntemler tamamlanabilir.

Bu protokollerden yola çıkarak, proton ve nano değişimli membran yakıt hücreleri, elektrolizörler ve alkol bazlı yakıt hücreleri için genişletilmiş hizmet katalizörleri geliştirdik. Bu videoyu izledikten sonra, ontra üretim reaksiyonunda yüksek düzeyde performans ve dayanıklılık gösteren platin bazlı genişletilmiş yüzey elektro-katalizörünün nasıl sentezleneceği ve elektrokimyasal olarak test edileceği konusunda iyi bir fikre sahip olmalısınız. Konsantre asit ve basınçlı gazlarla, özellikle hidrojen ve karbon monoksit ile çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini ve bu işlemi gerçekleştirirken kişisel koruyucu ekipman kullanımı ve ventilasyon kontrolü gibi önlemlerin her zaman alınması gerektiğini unutmayın.