Düşük sıcaklık yakıt pilleri için Pd-Cu/C katalizörünün geliştirilmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2015
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: GAMZE BEHMENYAR
Danışman: Ayşe Nilgün Akın
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Yakıt pillerinin ticarileşmesinin önündeki önemli engellerden biri yakıt pillerinin yüksek maliyetidir. Yüksek maliyet büyük oranda yakıt pili elektrotlarında kullanılan platin katalizörden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle düşük maliyetli ve aktivitesi yüksek alternatif katalizörlerin geliştirilmesi yakıt pilleri alanında önemli ve aktif araştırma konusudur. Bu çalışmada doğrudan sodyum borhidrürlü yakıt pilleri (DSBYP) için düşük maliyetli ve aktivitesi yüksek oksidasyon katalizörleri geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda nano boyutlu karbon destekli Pd-Cu katalizörleri poliol ve sprey yöntemi kullanılarak hazırlanmıştır. Sprey çalışmaları kapsamında katalizör üretim sisteminin tasarımı, kurulumu ve geliştirilmesi ve katalizör üretim çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Poliol yöntemi ile katalizör hazırlama çalışmaları kapsamında sıcaklık, pH, stabilizatör kullanımı, başlangıç tuzu ve bakır miktarının etkisi gibi çeşitli parametrelerin katalizörlerin yapısal özelliklerine ve yakıt pili performanslarına etkileri incelenmiştir. Hazırlanan katalizörlerin fiziksel ve elektrokimyasal karakterizasyon çalışmaları ICP-AES, XRD, TEM ve CV teknikleri kullanılarak yapılmıştır. Katalizörlerin hem anot hem de katot performansları yakıt pili testleri ile ölçülmüştür. Sprey yöntemi ile literatürdeki sprey çalışmalarına göre düşük sıcaklıkta homojen dar tane boyut dağılımına sahip 3,2 nm boyutlarındaki Pd50Cu50/C katalizör hazırlanmış ve bu katalizörle yüksek güç yoğunluğuna ulaşılmıştır. Poliol yöntemi ile Pd-Cu/C alaşım katalizörleri stabilizatör ya da ekstra indirgen ajan kullanılmadan hazırlanmıştır. En küçük parçacık boyutuna 180°C de pH:10 da 2 saat süreyle hazırlanan Pd50Cu50/C katalizörle ulaşılmıştır. Ortalama 3-3,5 nm boyutlarındaki Pd50Cu50/C katalizörlerle düşük katalizör yüklemesinde yüksek güç yoğunluğuna (98mW/cm2) ulaşılmıştır.