Thứ bảy, 25/08/2018 00:34
Tổng hợp Fe2O3 bằng phương pháp sol-gel ứng dụng cho pin sắt - khí
Phạm Thị Thủy Triều, Bùi Thị Hằng*
*Tác giả liên hệ: Email: hang@itims.edu.vn
Viện Đào tạo Quốc tế về Khoa học Vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Ngày nhận bài: 04/05/2018; ngày chuyển phản biện: 10/05/2018; ngày nhận phản biện: 11/06/2018; ngày chấp nhận đăng: 15/06/2018
Tóm tắt:
Để tìm ra vật liệu phù hợp làm điện cực âm cho pin sắt - khí, bột Fe2O3 đã được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel từ nguyên vật liệu ban đầu Fe(NO3)3.9H2O và axit oxalic C2H2O4.2H2O. Sản phẩm thu được có cấu trúc α-Fe2O3 với dạng hạt tự do kích thước nanomet được xác định bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) và hiển vi điện tử quét (SEM). Vật liệu Fe2O3 chế tạo được đã được đo đặc trưng điện hóa để đánh giá khả năng ứng dụng của nó trong pin sắt - khí. Phép đo quét thế vòng tuần hoàn (CV) chỉ ra vật liệu Fe2O3 chế tạo được có các đỉnh oxy hóa - khử sắc nhọn hơn so với bột nano Fe2O3 thương mại, đặc biệt các đỉnh khử của nó được tách biệt khỏi đỉnh sinh khí hyđrô trong quá trình nạp. Acetylene black cácbon (AB) được sử dụng làm chất phụ gia điện cực đã làm tăng tốc độ phản ứng oxy hóa của sắt, dẫn đến tăng cường độ dòng oxy hóa - khử, do vậy cải thiện khả năng chu trình hóa của điện cực Fe2O3/AB. Bột nano Fe2O3 tổng hợp bằng phương pháp sol-gel thể hiện đặc trưng điện hóa tốt hơn hẳn bột Fe2O3 thương mại.
Từ khóa:
điện cực Fe2O3/AB, nano Fe2O3, phương pháp sol-gel, pin sắt - khí
Sol-gel synthesised Fe2O3 applying for iron - air battery
Thi Thuy Trieu Pham, Thi Hang Bui*
International Training Institute for Material Science, Hanoi University of Science and Technology
Received: 4 May 2018; accepted: 15 June 2018
Abstract:
To find the suitable materials for Fe-air battery cathode, Fe2O3 powder was synthesised by the sol-gel method from the precursors Fe(NO3)3.9H2O and oxalic acid C2H2O4.2H2O. The obtained product were α-Fe2O3 with free shape nanoparticles determined by X-ray diffraction (XRD) and scanning electronic scan (SEM). The fabricated Fe2O3 powder was gone through the electrochemical measurement to evaluate their applicability in the Fe-air batteries. The Cyclic voltammetry (CV) showed that the prepared Fe2O3 had sharper redox peaks than those of commercial Fe2O3 products, especially their reduction peaks were separated from hydrogen evolution peaks during charging. Acetylene black carbon (AB) used as an electrode additive enhanced the oxidation reaction rate of iron, leading to increase the redox current, thereby improving the cyclability of the Fe2O3/AB electrode. The Fe2O3 nanopowder synthesised by sol-gel method presented the better electrochemical properties than commercial products.
Keywords:
Fe2O3/AB electrode, Fe2O3 nanoparticles, iron-air battery, sol-gel method.
Classification number:
2.5