Geri Dön

PEM yakıt pilleri için metal oksit destekli katalizör geliştirilmesi

Development of metal oxide supported catalyst for PEM fuel cells

  1. Tez No: 470937
  2. Yazar: MEHMET KORAY ÇELİK
  3. Danışmanlar: DOÇ. AYŞE BAYRAKÇEKEN YURTCAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Energy, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Atatürk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 96

Özet

Yakıt pilleri kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine çeviren elektrokimyasal araçlardır. Polimer elektrolit membran (PEM) yakıt pilleri, artan enerji ihtiyacının karşılanması için, alternatif olarak son yıllarda oldukça ilgi görmektedir. PEM yakıt pillerinin ticarileştirilebilmesini engelleyen bazı önemli noktalar bulunmaktadır. Bunlar su yönetiminin sağlanamaması, pil performansının yetersiz olması, karbon destekli katalizörlerde meydana gelen karbon korozyonu ve ticarileşme için maddi olarak yüksek değerlere sahip olmasıdır. Bu çalışmada PEM yakıt pili katalizörlerinde meydana gelen karbon korozyonunu azaltmak için yaygın kullanılan karbon destek malzemesine ilave olarak kimyasal olarak dayanıklı, pilde meydana gelebilecek oksidasyonlara ve kullanılan katalizörlerin bozunmalarına karşı dirençli olan farklı yüzey alanlarına sahip TiO2 ve Al2O3 destek malzemeleri hazırlanmıştır. Daha sonra mikrodalga yöntemiyle kütlece %20 Platin (Pt) katalizörler sentezlenerek hazırlanan katalizörlerin yakıt pillerinin katot tarafında kullanılmış ve pil performanslarına bakılmıştır. Sentezlenen bu katalizörlerin XRD, TEM, SEM-EDS ve BET analizleri ile karakterizasyonları yapılmıştır. Sentezlenen katalizörler arasında Al2O3'ün destek malzemesi olarak kullanıldığı pillerde her iki karbon yükleme oranında düşük yüzey alanlı Al2O3 (2) ile hazırlanan piller, yüksek yüzey alanlı Al2O3 (1) içeren pillerden daha iyi performans sonucu vermiştir. Buna ek olarak, kıyaslama yapılan bütün şartlarda sentezlenen TiO2'nin Al2O3'ten daha iyi pil performans sonucu verdiği görülmüştür. Hibrit destek malzemelerinde elektriksel iletkenliği sağlayan malzeme miktarının önemi gözlenmiş ve farklı yüzey alanlarının ve malzemelerin yakıt pili performansı üzerine olan önemli etkisi bulunmuştur.

Özet (Çeviri)

Fuel cells are the electrochemical tools that are converting chemical energy directly into electrical energy. Polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells, attract intensive attention in the recent years as an alternative for fulfilling the rising need of energy. There are some important points which are preventing PEM fuel cells from being commercialized. These are failure of water management, insufficient cell performance, the carbon corrosion in carbon-reinforced catalysts, and high prices of commercialization. In this work, in addition to the commonly used carbon support material, TiO2 and Al2O3 support materials which are chemically stable, and have different surface areas that are resistant to oxidation of cells and degeneration of the catalysts used, are prepared in order to reduce the carbon corrosion happening in carbon-reinforced catalysts. Afterwards, the catalysts with 20 percentage by mass Platinum (Pt) synthesized by microwave method are used in the cathode part of fuel cells and the cell performance is observed. The synthesized catalysts were characterizated by means of XRD, TEM, SEM-EDS, and BET analysis. Although the fuel cells supported with Al2O3 (2) has a lower surface area than the fuel cell supported with than Al2O3 (1), it shows better performance. Additionally, when the fuel cells supported with TiO2 compared with the fuel cells supported with Al2O3, it shows better fuel cell performace under the different work conditions. Importance of the amount of materials that provide electrical conductivity in hybrid support materials has been observed and the important effect of the materials on the performance of fuel cells has been investigated.

Benzer Tezler

  1. Precisely controlled synthesis of reduced graphene oxide supported electrocatalysts for PEM fuel cells by pulsed photocatalytic deposition

    PEM yakıt pilleri için grafen oksit destekli elektrokatalizörlerin atımlı fotokatalitik biriktirme ile kontrollü sentezi

    NAVID HAGHMORADI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    EnerjiSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Prof. Dr. SELMİYE ALKAN GÜRSEL

    DR. BEGÜM YARAR KAPLAN

  2. Polimer elektrolit membranlı yakıt pilleri için katot üretimi

    Cathode production for polymer electrolyte membrane fuel cells

    DİDAR ESER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. İ. SERVET TİMUR

  3. Polimer elektrolitik membran (PEM) yakıt pillerinde kullanılacak metalik çift kutuplu plakanın geliştirilmesi

    Evaluation of metallic bipolar plate for polymer electrolyte membrane fuel cell

    HÜSEYİN KAHRAMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    EnerjiSakarya Üniversitesi

    Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMET ÇEVİK

  4. Sodyum borhidürürün elektrokimyasal oksidasyon ile yakıt pillerinde doğrudan kullanımı

    Direct use of sodium borohydride by electrochemical oxidation in fuel cells

    AYŞE ELİF SANLI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    EnerjiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BEKİR ZÜHTÜ UYSAL

  5. Metal-organic framework/graphene oxide derived porous carbons for platinum based electrocatalysts for oxygen reduction reaction

    Metal-organik kafes/grafen oksit türevli gözenekli karbonların platin bazlı oksijen indirgenme reaksiyonu elektrokatalizörlerinde kullanımı

    EMRE BURAK BOZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Bilim ve TeknolojiSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELMİYE ALKAN GÜRSEL