Platinum and Platinum-Ruthenium based catalysts on various carbon supports prepared by different methods for PEM fuel cell applications
PEM yakıt pili uygulamaları için çeşitli karbon destekler üzerine Platin ve Platin-Rutenyum bazlı katalizörlerin farklı yöntemlerle hazırlanması
- Tez No: 177298
- Danışmanlar: PROF. DR. LEMİ TÜRKER, PROF. DR. İNCİ EROĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 189
Özet
Proton exchange membrane fuel cells are one of the most promising hydrogen energy conversion devices for portable, mobile and stationary applications. For wide spread usage to produce electricity Pt loading has to be decreased by using highly active electrocatalysts. Even 10 ppm carbon monoxide or higher than 30% carbon dioxide cause performance losses via deactivation which can be diminished by using binary catalysts. The aim of this thesis is to develop new Pt based electrocatalysts with high catalytic activity and to overcome the problems due to the deactivation. Pt and PtRu based catalysts on different carbon supports have been prepared by supercritical carbondioxide (scCO2) deposition and microwave irradiation methods.By using scCO2 deposition Pt on Vulcan XC72R (VXR), multi wall carbon nanotube (MWCNT) and Black Pearl 2000 (BP2000) catalysts were prepared and characterized by XRD, TEM and cyclic voltammetry (CV). XRD results showed that in catalysts prepared by using scCO2 deposition method, theparticle sizes as low as 1-2 nm can be obtained. From the CV results the electrochemical surface areas obtained were Pt/VXR>Pt/MWCNT>BP2000. By means of the oxygen reduction reaction (ORR), the number of electrons transferred per oxygen molecule was calculated as 3.5, 3.6 and 3.7 for Pt/BP2000, Pt/VXR and Pt/MWCNT, respectively.The microwave irradiation was used to prepare Pt on VX, Regal and BP2000 and PtRu on VX. The effects of microwave duration, base concentration, carbon support used and surfactant/precursor ratios were investigated. The particle sizes of the catalysts were ranging between 2-6 nm. The prepared catalysts were characterized by XRD, XPS, and then PEMFC tests were performed. The performance was ordered as Pt/VX>Pt/Regal>Pt/BP2000. The power losses arising from CO2 in H2 feed were decreased by using prepared PtRu based catalysts.
Özet (Çeviri)
Proton değişim zarlı yakıt pilleri portatif, hareketli ve sabit uygulamalar için en uygun alternatif enerji dönüşüm araçları olarak görülmektedir. Yaygın kullanımları için Pt yükü azaltılmalıdır bu da daha aktif katalizörlerin kullanılmasını gerektirmektedir. Ortamdaki 10 ppm karbon monoksit veya %30?dan fazla karbon dioksit güç kayıplarına sebep olmaktadır, bu etki ikili katalizörler kullanılarak azaltılabilir. Bu tezin amacı yeni Pt bazlı yüksek katalitik aktiviteli ve deaktivasyona dayanıklı katalizörler geliştirmektir. Pt ve PtRu bazlı katalizörler farklı karbon destekler üzerine süperkritik karbon dioksit (scCO2) ve mikrodalga ısıtma yöntemleri kullanılarak hazırlanmıştır.scCO2 yöntemi kullanılarak Pt Vulcan XC72R (VXR), çok duvarlı karbon nanotüp ve Black Pearl 2000 (BP2000) destekleri üzerine hazırlanmış ve XRD, TEM ve döner disk elektrot ile karakterize edilmiştir. Bu yöntemle 1-2 nm boyutunda parçacıklar elde edilmiştir. Elektrokimyasal yüzey alanları Pt/VXR> Pt/MWCNT>Pt/BP2000 olarak bulunmuştur. Oksijen indirgenmereaksiyonundan oksijen molekülü başına transfer edilen electron sayıları Pt/BP2000, Pt/VXR ve Pt/MWCNT katalizörleri için sırasıyla 3.5, 3.6 ve 3.7 olarak bulunmuştur.Mikrodalga ısıtma yöntemi kullanılarak Pt VX, Regal ve BP2000 ve PtRu da VX karbon destekleri üzerine hazırlanmıştır. Mikrodalgada kalma süreleri, baz konsantrasyonu, farklı karbon destekler ve sürfaktan/metal sağlayıcı oranlarının etkileri araştırılmıştır. Elde edilen katalizörlerin partikül boyutlarının 2-6 nm arasında olduğu saptanmıştır. Hazırlanan katalizörler XRD, XPS ile karakterize edilmiş ve sonra yakıt pilinde denenmiştir. Hazırlanan katalizörlerin performanslarının Pt/VX>Pt/Regal>Pt/BP2000 olduğu gözlenmiştir. CO2 içeren H2 kullanıldığında meydana gelen güç kayıpları hazırlanan PtRu bazlı katalizörlerle azaltılmıştır.
Benzer Tezler
- Nano boyutlu modifiye katalizörler üzerinde alkollerin elektrooksidasyonu
Electrooxidation of alcohols on nanosized modified catalysts
MÜGE CİVELEKOĞLU ODABAŞ
- Grafen-heteroatom temelli katalizörlerin sentezi, karakterizasyonu ve hidrojen üretiminde kullanımı
Graphene-heteroatom based catalysts and their application for hydrogen production
DUYGU AKYÜZ
Doktora
Türkçe
2019
EnerjiMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATIF KOCA
PROF. DR. ALİ RIZA ÖZKAYA
- Platin ve paladyum çözümlendirme ve Pt-Pd alaşımlarından saf metal üretimi
Platinum and palladium dissolving and production of pure metals from Pt-Pd alloys
YASEMİN KILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERVET İBRAHİM TİMUR
- Poli(3-metiltiyofen) iletken polimerin üzerine dispers edilmiş platin esaslı katalizörler üzerinde metanol oksidasyonu
Methanol oxidation on platinum-based catalysts dispersed on poly(3-methyl)thiophene conducting polymer
SEVGİ KARTAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiAnalitik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN KADIRGAN
- Ab-initio modeling of cobalt based water reduction catalysts in aqueous solution and on surface
Kobalt bazlı su indirgeme katalizörlerinin sulu çözeltilerde ve yüzeyde ab-initio moleküler dinamik yöntemi ile modellenmesi
İPEK GÜÇLÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
KimyaAdana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YELİZ GÜRDAL DURĞUN