Loading...

Design of Multilayer Photoanodes for the Photoelectrochemical Water Splitting

Mokhtari, Hamed | 2024

0 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 57787 (03)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Chemistry
  6. Advisor(s): Taherinia, Davood
  7. Abstract:
  8. Global warming and the excessive carbon dioxide emissions from the use of fossil fuels have created many problems for the Earth’s climate. One way to deal with this problem is to convert the photoelectrochemical conversion of water molecules into hydrogen gas, which does not enter the environment due to te burning of pollution, but due to the poor syntheetics of water oxidation in the water fisssions process, this reaction determines the speed and needto be examined to improve the water fissions process.The study examined and reported the two – stage synthesis of Fe2O3@NiCo2O4 as an advanced photoelectrocatalyst for water oxidation in the pH environment of the game. Hematite semiconductor was used to improve electrocatalyst reaction properties by inducing cavities formed by light radiation. This semiconductor was synthesized by hydrothermal method, and nickel and cobalt spinel were doped by electrochemical and calcine deposition on hematit. The morphology of compounds made at each stage was identifies by X – Ray Diffraction method (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), X – ray Energy Diffraction Spectroscopy (EDS). Photoelectrocatalyst activity was investigated using Linear Sweep Voltametry (LSV), Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), and tome – based flow metering (Chronoamprometry). In this study, the new Fe2O3@NiCo2O4 photoelectrocatalyst was obtained with a current density of 4.122 mA/cm2 at a potential of 1.34V relative to RHE
  9. Keywords:
  10. photoelectrocatalytic Activity ; Water Splitting ; Linear Sweep Voltammetry ; Electrochemical Impedance Spectroscopy ; Chronoamperometry ; Photoelectrochemical Water Splitting

 Digital Object List

 Bookmark

  • چکیده
  • فهرست شکل‌ها
  • فهرست جدول‌ها
  • فصل اول: مقدمه و مروری بر تحقیقات انجام شده
    • 1-1. چالش‌های انرژی و تغییرات آب‌وهوایی
    • .2-1 ﺳﻮﺧﺖ ﻫﯿﺪروژن
      • 1-2-1. انواع روش‌های تولید گاز هیدروژن
        • 1-2-1-1. رفرمینگ2F متان با بخار آب
        • 2-1-2-1. اکسیداسیون جزئی
        • 1-2-1-3. زغال‌سنگ
        • 4-1-2-1. هیدروژن طبیعی
        • 5-1-2-1. شکافت آب به روش الکتروشیمیایی
    • 3-1. معرفی شکافت آب
    • 4-1. فوتوکاتالیست‌ها
      • 1-4-1. شکافت آب فوتوکاتالیستی
      • 2-4-1. انواع فوتوکاتالیست
    • 5-1. فوتوالکتروکاتالیست‌ها
      • 1-5-1. واکنش‌های فوتوالکتروشیمیایی
        • 1-1-5-1. نگاهی کامل‌تر به واکنش فوتوالکتروشیمیایی‌
      • 2-5-1. کاربردهای فوتوالکتروکاتالیست
    • 6-1. روش‌های ساخت فوتوالکترود
      • 1-6-1. روش هیدروترمال
      • 2-6-1. روش رسوب‌دهی شیمیایی
      • 3-6-1. روش سل – انرژی
      • 4-6-1. روش رسوب‌دهی شیمیایی
    • 7-1. سل فوتوالکتروشیمیایی
      • 1-7-1. الکترود کار
      • 2-7-1. الکترود کمکی
      • 3-7-1. الکترود مرجع
      • 4-7-1. الکترولیت
      • 5-7-1. منبع نور
        • 1-5-7-1. تابش مرجع AM38F 1.5G
    • 8-1. فوتوالکترود استاندارد
      • 1-8-1. نیمه‌رسانای هماتیت به عنوان فوتوکاتالیست
      • 1-8-2. اسپینل Ni و Co به عنوان الکتروکاتالیست سطحی فوتوکاتالیست
    • 9-1. پژوهش‌های انجام شده
  • 2. فصل دوم: بخش تجربی
    • 1-2. تجهیزات آزمایشگاهی استفاده شده
    • 2-2. مواد شیمیایی استفاده شده
    • 3-2. روش‌های تولید کاتالیست مورد استفاده
      • 1-3-2. آماده‌سازی بستر FTO
      • 2-3-2. تولید هماتیت
      • 3-3-2. تولید کامپوزیت هماتیت/ اسپینل نیکل و کبالت
    • 4-2. نحوه بررسی خواص فوتوالکتروشیمیایی فوتوالکتروکاتالیست‌ها
      • 1-4-2. منحنی‌‌های ولتامتری روبش خطی (LSV42F )
      • 2-4-2. طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و تعیین مدار معادل
      • 2-4-3. پایداری فوتوالکتروکاتالیست
      • 2-4-4. جریان سنجی بر حسب زمان
      • 2-4-5. تست مات- شاتکی
  • 3. فصل سوم: بحث و نتیجه‌گیری
    • 1-3. شناسایی و مشخصه‌یابی کاتالیست‌های ساخته شده
    • 1-1-3. آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی با نشر میدان 43F (FE-SEM) و طیف سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس 44F (EDS)
      • 2-1-3. آزمون پراش اشعه ایکس 45F (XRD)
    • 3-2. اندازه گیری های فوتوالکتروشیمیایی
      • 3-2-1. منحنی ولتامتری روبشی خطی 49F (LSV)
      • 3-2-2. طیف سنجی امپدانس فوتوالکتروشیمیایی
      • 3-2-3. پایداری فوتوالکترکاتالیست
      • 4-2-3. جریان سنجی برحسب زمان (کرونوآمپرومتری)
      • 3-3. مقایسه با کارهای پیشین
    • 3-4. نتیجه گیری
  • منابع
...see more