báo cáo vật liệu học

Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh

Khoa Kỹ Thuật Hóa Học
Môn: Vật liệu học

ĐỀ TÀI:
GRAPHENE OXIT FUEL CELL
GVHD: Nguyễn Trường Sơn

Thành viên nhóm


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


I. GIỚI THIỆU
• 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


II. TỔNG HỢP
• 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
1. Tổng hợp oxit graphic (GO)
• Kích thước của các tấm GO nằm trong 

   khoảng 0.1-1 μm, và hàm lượng oxygen
   là khoảng 30%. 


II. TỔNG HỢP
2. tổng hợp nanoGO
• 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
2. tổng hợp nanoGO
• 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 

III. ĐIỀU CHẾ
1. Các tấm điện phân GO
• 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



IV. KẾT LUẬN
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.