Düşük sıcaklık yakıt pilleri için Pd-Cu/C katalizörünün geliştirilmesi
Development of Pd-Cu/C catalyst for low temperature fuel cells
- Tez No: 398887
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞE NİLGÜN AKIN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Energy, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 155
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.
Özet (Çeviri)
One of the important barriers to the commercialization of fuel cells is the high cost of fuel cells. High costs are largely caused by the platinum catalyst used in fuel cell electrodes. Therefore, the development of low cost and high activity alternative catalyst is an important and active research area in the field of fuel cells. The aim of this study is to develop Low-cost and high-activity oxidation catalysts for direct borohydride fuel cells (DBFC). In this context, nano scale carbon-supported Pd-Cu catalysts were prepared by using polyol and spray methods. In the scope of spray works design, installation and development of the catalyst production system and catalyst preparation were conducted. Within the catalyst preparation studies by the polyol method the effects of various parameters such as reaction temperature, pH, use of stabilizers, type of precursors and amount of copper on the structural properties of the catalyst and the fuel cell performance were investigated. Physical and electrochemical characterization studies of the prepared catalysts were conducted by ICP-AES, XRD, TEM and CV techniques. Both the anode and cathode catalyst performance was measured by a fuel cell testing. By the spray method, uniformly dispersed, 3,2 nm in size Pd50Cu50/C catalyst was prepared with a narrow particle size distribution in lower temperature compared to spray studies in the literature and high performance obtained. Carbon supported Pd50Cu50 nano particles have been prepared by a modified polyol process without using any stabilizer or extra reducing agents. The smallest particle size have been achieved with the Pd50Cu50/C catalyst prepared at the temperature of 180°C and the pH value of 10 for a period of 2 hours. High power density (98mW/cm2) has been reached at low catalyst loading by Pd50Cu50/C catalyst with average particles 3-3,5 nm in size.
Benzer Tezler
- Determination of the reaction mechanism of electrocatalytic oxidation of ethylene-glycol on Pd-based electrodes
Etilen-glikol'ün elektrokatalitik oksidasyon mekanizmasının Pd-bazlı elektrodlar üzerinde belirlenmesi
NECLA DALBAY
- Yakıt pillerinde iletken polimerlerin anodik ve katodik katalizörler üzerine matriks etkisi
The matrix effect of conducting polymers on the anodic and catodic catalyst of fuel cells
METİN DAĞDEVREN
- Metal/yalıtkan/n-GaAs hidrojen sensörlerinin araştırılması ve geliştirilmesi
Investigation and development of metal/insulator/n-GaAs hydrojen sensors
NEVİN UĞUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Fizik ve Fizik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ZAFER ZİYA ÖZTÜRK
Y.DOÇ.DR. FATİH DUMLUDAĞ
- Synthesis of TiO2 nanorods by hydrothermal method and their opto-electronic device applications
TiO2 nanoçubukların hidrotermal yöntemiyle sentezi ve opto-elektronik aygıt uygulamaları
ÖZGE GÜLLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN KARAAĞAÇ
- Düşük sıcaklık yakıt pilleri için alternatif elektrolit geliştirilmesi
Improving of alternative electrolyte for low temperature fuel cell
EMRE GÜNAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANİFİ SARAÇ
ÖĞR. GÖR. DİDEM BERCESTE BEYRİBEY