Synthesis and Characterization of Core-Shell Nanoparticles for Proton Exchange Membrane Fuel Cells
Proton Elektrolit Membranlı Yakıt Pilleri İçin Merkez-Kabuk Nanoparçacık Sentezi ve Karakterizasyonu
- Tez No: 387414
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. OKTAY DEMİRCAN, DOÇ. DR. SELMİYE ALKAN GÜRSEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 78
Özet
Son yıllarda, tüm dünyada giderek artan çevresel bilinç ile birlikte düşük karbonlu ve karbon üretimi olmayan metodlar araştırılıp, uygulanmaktadır. Bu metodların içerisinde yakıt pilleri çevre dostu enerji üretimi, yüksek verim ve güç yoğunluğuna sahip olması sebebiyle harika bir potansiyel olarak öngörülmektedir. Yakıt pilleri kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine dönüştürebilen cihazlardır. Proton elektrolit membranlı yakıt pillerinin tercih edilmesinin sebepleri; düşük sıcaklıkta çalışmaları, hafif olmaları, uzun kullanım ömrüne ve hızlı bir başlangıç hızına sahip olmalarıdır. PEM yakıt pilleri genellikle otomotiv ve jeneratörler gibi sabit güç sistemlerinde kullanılmaktadır. Membran olarak katı polimer elektrolit tabaka kullanılır ve bu tabaka gözenekli katalizör elektrotlara (anot ve katot) bağlı olacak şekilde orta kısımda bulunur. Hem anot hemde katotun yapısında iletken bir karbon üzerinde platin içeren katalizörler bulunur. Elektrotlar platin içerdiklerinden dolayı oldukça maliyetlidir ve bu durum elektrotların yaygın olarak ticarileşmesisinin önünde önemli bir engeldir. Bu projede, merkez-kabuk nanoparçacık modeli düşük maliyetli elektrot üretimi için kullanılacaktır. Merkez-kabuk nanoparçacık özelliğine sahip elektotlar yüksek maliyetli platin elektrotların yerine kullanılacaktır. Merkez-kabuk nanoparçacık modelinde merkezde (iç kısımda) bakır, kobalt ve nikel gibi geçiş metalleri kullanılırken, kabukta (dış kısımda) platin ince bir tabaka halinde düşük miktarda kullanılacaktır. Merkez-kabuk nanoparçacık yönteminde borhidrür indirgeme mekanizması kullanılacaktır. Bu model ile 10 nanometrenin altında merkez-kabuk nanoparçacık sentezi hedeflenmektedir. Merkez-kabuk nanoparçacıkların değerlendirilmesi ise geçirimli electron mikroskobu (TEM), döngüsel voltametri (CV), döner disk elektrot (RDE), X-ışını kırılımı (XRD), X-ışınları fotoelektron spektroskopisi (XPS) ve performans testi yapılarak belirlenecektir.
Özet (Çeviri)
In recent years, low-carbon and non-carbon producing methods are investigated and applied all over the world owing to a more environmentally conscious society. Within these methods, fuel cells show great potential for clean energy production with high efficiency and power density. A fuel cell is an electrochemical energy conversion device which directly converts chemical energy into electrical energy. Proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) are preferred due to low operation temperature, rapid start-up, low-weight and longer operating life. Therefore PEMFCs are generally used in automotive and stationary power applications. The membrane is solid polymer electrolyte, which is bonded to catalyzed porous electrodes (anode and cathode) placed on each side. Both anode and cathode are usually composed of a Pt-containing catalyst on conductive carbon. The cost of electrodes is an important barrier to widespread commercialization. The high cost of the electrodes is mostly due to the expensive platinum based catalysts. In this Project, core-shell nanoparticles are used to develop low-cost electrodes. These electrodes replace the expensive platinum ones. Some of transition metals which are nickel, cobalt and copper are used as core and platinum used as a shell. Core-shell nanoparticles are synthesized with borohyride reduction mechanism. In this study Ni-Pt core-shell nanoparticles sub 10 nm are aimed to synthesize. Core-shell nanoparticles are evaluated by using transmission electron microscopy (TEM), cyclic voltammetry (CV), rotating disk electrode (RDE), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and performance test.
Benzer Tezler
- Development of different carbon supports for proton exchange membrane fuel cell electrocatalysts
Proton değişim membranlı yakıt pil elektrokatalizörü için değişik karbon destek malzemlerinin geliştirilmesi
BURCU GÜVENATAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
DR. AYŞE BAYRAKÇEKEN
PROF. DR. İNCİ EROĞLU
- Oxide-free gadolinium nanoparticles as mrı contrast agents
Başlık çevirisi yok
YAVUZ NURİ ERTAŞ
Doktora
İngilizce
2017
BiyomühendislikCalifornia State University-Los AngelesPROF. LOUİS-SERGE BOUCHARD
- Synthesis of silver nanoparticles, and cable like structures through coaxial electrospinning
Gümüş nanoparçacıklarının ve kablo benzeri yapıların eşeksenli elektroeğirme yöntemi ile üretimi
SİMGE ÇINAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPROF. DR. GÜNGÖR GÜNDÜZ
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK
- Development of multi-layer conductive polymer nanocomposites for electromagnetic shielding application
Elektromanyetik kalkanlama uygulamaları için katmanlı iletken polimer nano kompozitlerinin geliştirilmesi
FATMA ZEHRA ENGİN SAĞIRLI
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- Synthesis and characterization of bimetallic nanocatalysts for Fischer-Tropsch synthesis
Fischer-Tropsch sentezi için bimetalik nanokatalizörlerin sentez ve karakterizasyonu
FURKAN IŞIK