báo cáo vật liệu học

GIỚI THIỆU• Sự truyền dẫn proton của graphen oxit có tính linh động rất cao dù ở nhiệt độ hay độ ẩm thấp • Một tấm grapheme oxit có độ dẫn điện khoảng 10−5-10−4 S/cm ở độ ẩm tương đối 10

ĐỀ TÀI:

GRAPHENE OXIT FUEL CELL

GVHD: Nguyễn Trường Sơn

Thành viên nhóm

Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh

Khoa Kỹ Thuật Hóa Học Môn: Vật liệu học

I GIỚI THIỆU

• Sự truyền dẫn proton của graphen oxit có tính linh động rất cao dù ở nhiệt độ hay

độ ẩm thấp

• Một tấm grapheme oxit có độ dẫn điện khoảng

10−5-10−4 S/cm ở độ ẩm tương đối 10-20%

Grapheneo oxit được sử dụng làm chất mang cho xúc

Tác điện cực trong pin nhiên liệu, khả năng phân tán tốt

Các hạt xúc tác nano kim loại platin

Có độ dẫn điện tốt hơn nhiều so với các chất mang khác

• Graphene oxit: trên bề mặt nằm ngang có các nhóm hydroxyl, epoxy,

       trên các góc phẳng ngang có các nhóm carbonyl hoặc carboxylic

Vì thế GO có tính thân nước hơn nên có thể phân tán tốt trong dung môi nước. Nước tương  tác tốt với với GO bằng liên kết hydrogen.

Chính vì có cấu trúc như vậy nên dù có sấy khô đến đâu nhưng vẫn còn một lượng nước nhất  định ở các lớp

I GIỚI THIỆU

• Graphene oxit: khoảng cách giữa các lớp từ 5,6 đến 11,2 A

Với nồng độ 1mg/ml hệ huyền phù của nó có thể bền vững được trong một tháng  nên GO tạo được huyền phù bền vững trong nước

• GO do mang điện tích trái dấu nên các lớp GO 

       đẩy nhau làm bền hơn hệ huyền phù       

• Graphene oxit: 

      -  có diện tích bề mặt lớn

      -  phân tán xúc tác trên bề mặt cao

      -  có tính ổn định cao trong quá trình 

       hoạt động trong pin nhiên liệu

I GIỚI THIỆU

• Có nhiều phương pháp tổng hợp phương pháp Brodie, phương pháp Hummers, phương pháp Staudenmeier, trong đó phương pháp Hummers được dùng khá phổ biến

II TỔNG HỢP

1 Tổng hợp oxit graphic (GO)

•.Phương pháp biến đổi Hummers

II TỔNG HỢP

• Kích thước của các tấm GO nằm trong     khoảng 0.1-1 μm, và hàm lượng oxygen

   là khoảng 30%. 

II TỔNG HỢP

• được điều chế từ bột graphite tự nhiên (99,9%) bằng phương pháp Hummers’ cải tiến

• Điều chế: 

         Bột graphite (3,0 g) và 98% H2SO4 (400 mL) 

       pha trộn bằng máy khuấy cơ học

Thêm KMnO4 đến khi dung dịch chuyển sang

Màu xanh  màu hồng

Sau đó được pha loãng như điều chế GO

        Hỗn hợp này sau đó được rửa sạch 

       bằng 5% HCl

II TỔNG HỢP

• Sau đó siêu ly tâm tại 10.000 rpm và sấy khô trong       buồng sấy ở 70 ° C trong 7 ngày

• GO được cho lơ lửng trong nước cất

   bằng bể sonication trong 2h và 

   huyền phù được siêu ly tâm tại 10,000 rpm

• Các hạt GO có kích thước một vài nanomet 

và hàm lượng oxy là 33%. Hàm lượng nhóm 

carboxyl cao hơn so với các mẫu 

GO thông thường 

II TỔNG HỢP

• Các dạng huyền phù của GO được lọc bằng cách

   sử dụng 1 bộ lọc màng có kích thước lỗ lọc là     0.025-0.4 μm dưới áp suất thấp qua 1 đêm 

   để thu được tấm GO

• Độ dày của tấm GO là 10–60 μm

III ĐIỀU CHẾ

2 Chế tạo các GOFC

Các tấm GO được sử dụng trong GOFC có độ dày từ 10–20 μm

Các điện cực Pt được tích tụ trên bề mặt tấm GO độ dày từ 8.5–306 nm

Điều chế xúc tác điện cực PT/C

Dung dịch ban đầu có chứa các muối của các kim loại nhƣ HAuCl4, H2PtCl6, AgNO3

Tác nhân khử ion kim loại Ag+, Au+ thành Ag, Au ở đây là các chất hóa học nhƣ axit citric, vitamin C, Sodium Borohydride NaBH4, ethanol, Ethylene glycol

III ĐIỀU CHẾ

hiệu năng của pin nhiên liệu

• Hiệu suất làm việc của pin nhiên liệu cao (trên 50%) so với những thiết bị sản xuất  điện khác

• Sử dụng pin nhiên liệu giúp ta tiết kiệm được nhiều chi phí về nguồn nguyên liệu  hơn

• với đặc điểm siêu mỏng của graphene oxit có thể được ứng dụng trong chế tạo  những tấm màng trong suốt, dẫn điện, mỏng và dẻo dai. 

• Những tấm màng như thế vô cùng cần thiết trong một loạt các ứng dụng điện tử 

từ màn hình cảm ứng cho đến các tế bào quang voltaic

IV KẾT LUẬN