Yüksek Sıcaklık Polimer Elektrolit Membran Yakıt Hücresi (Ht-Pemfcs) Elektrotlarında Kullanılmak Üzere Düsük Maliyetli Ve Yüksek Performanslı Co-N-C Katalizörlerin Gelistirilmesi.

Date

2020-9-01

Author

Özkan, Necati

Metadata

Show full item record

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Item Usage Stats

14
views

21
downloads

Cite This

Bu çalısmada, düsük maliyetli ve yüksek performanslı Co-N/MWCNT tipi katalizörün gelistirilmesi ve alt çalısma olarak da mevcut platin tabanlı elektrokatalizörler için polybenzimidazole polimeri ile modifiye edilmis karbon nanotüp destek malzemelerinin kullanımı incelenecektir. Çalısmalar sonucunda, Co-N/MWCNT katalizörün basarılı bir sekilde sentezlendigi ve istenilen morfolojik yapıda oldugu, XPS, ToF-SIMS, XRD, Raman ve TEM analizi ile gösterilmistir. Testler sonucunda kobalt nano-parçacıklarının karbon-nanotüpler üzerinde düzenli biçimde dagınımı ve aktif piridinik Co-N4 bölgelerinin olusumu gözlemlenmistir. Piridinik-N olusumu oksijen indirgenme reaksiyonu için daha fazla elektron yolu saglarken aynı zamanda katalizörün stabilitesini de arttırmaktadır. Elektrokimyasal karakterizasyon, döner disk elektrot (RDE) metodu ile gerçeklestirilmis olup bu test sonucunda da Co-N/MWCNT katalizörün, ticari muadillerine benzer sonuçlar vererek oksijen indirgenme reaksiyonları için kullanılabilecegi gözlenmistir. Yüksek sıcaklık PEM yakıt hücresi testi sonucunda, Co-N/MWCNT içeren hücrenin maksimum güç ve akım yogunlugu degerleri, 150 oC ve 160 oC?de ticari muadilinden daha iyi çıkmıstır. Ancak literatüre göre bu katalizörlerin yüksek sıcaklıkta bazı stabilite sorunları yasamaları mümkündür. Yapılan deneyler sonucunda, bu katalizörlerin, Pt/C katalizörlere kısmi olarak alternatif olabilecekleri görülmüstür. Alt çalısmada ise, karbon-nanotüp destek malzemesinin polybenzimidazole (PBI) polimeri ile modifikasyonu ve Pt-PBI/MWCNT katalizörün mikrodalga yöntemi ile basarılı bir sekilde sentezlendigi TGA, XPS, XRD ve TEM analizleri ile gösterilmistir. Dönüsümlü voltametri (CV) testi ile katalizörün elektrokimyasal aktif yüzey alanı 43 m2·g-1 olarak hesaplanmıs, ticari muadili Pt/C ve Pt/MWCNT katalizör ile kıyas edildiginde benzer veya nispeten daha düsük bir degere sahip oldugu belirlenmistir. Düsük olmasının sebebi ise nanotüpleri saran PBI polimerinin hidrofobik özellige sahip olması ve bu yüzden elektrolit sıvının aktif yüzeylere temasının nispeten daha düsük olması gösterilebilir. Fakat 1000. Döngü sonunda, Pt- PBI/MWCNT katalizörün neredeyse ilk aktif yüzey alanının %80?ini korudugu görülmüstür ve diger katalizörlerden daha uzun ömürlü oldugu da belirlenmistir. YS-PEM yakıt hücresi testi sonucunda ise Pt-PBI/MWCNT?den hazırlanan hücrenin, güç ve akım yogunlugu degerlerinin ticari Pt/C katalizör içeren referanstan, tüm sıcaklıklarda daha düsük oldugu görülmüstür.

Subject Keywords

Co-N-C tipi katalizör, PEM yakıt hücresi, Soy metal olmayan katalizör

URI

https://search.trdizin.gov.tr/tr/yayin/detay/1152908/yuksek-sicaklik-polimer-elektrolit-membran-yakit-hucresi-ht-pemfcs-elektrotlarinda-kullanilmak-uzere-dusuk-maliyetli-ve-yuksek-performansli-co-n-c-katalizorlerin-gelistirilmesi
https://hdl.handle.net/11511/113823

Collections

Graduate School of Natural and Applied Sciences, Project and Design