Alkali doğrudan etanol yakıt pilleri için MoO2 Mo2C destekli nikel içeren anot katalizörü geliştirilmesi
Development of MoO2 Mo2C supported nickel-containing anode catalyst for alkaline direct ethanol fuel cells
- Tez No: 545468
- Danışmanlar: PROF. DR. MAHMUT RAHİM BAYRAMOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Temiz, çevre dostu ve ekonomik bir yakıt olan etanol aynı zamanda çok yüksek bir teorik enerji yoğunluğuna sahiptir. Gelecek vaadeden bir alternatif enerji üretim sistemi olan Doğrudan Etanol Yakıt Pilleri ise etanolden elektrik enerjisi üretmek için önem arz eder. Yenilenebilir ve sürdürülebilir bu enerji üretim sistemindeki asıl sorun, yakıt olarak kullanılan etanoldeki C-C bağlarının etkin bir şekilde kırılamamasıdır. Etanoldeki C-C bağlarının etkin bir şekilde kırılabilmesi için uygun bir anot katalizörüne ihtiyaç vardır. Uygun anot katalizörü, ekonomik, iletken, katalitik zehirlenmelere karşı dayanıklı, çevre dostu, kolay elde edilebilen ve en önemlisi de etanolün oksidasyon reaksiyonu kinetiğini hızlandıracak şekilde olmalıdır. Bu bağlamda tez kapsamında saf Ni, Ni/C, Ni-MoO2/C, Ni-Mo2C/C ve Ni-MoS2/C anot katalizörlerinin, elektro katalitik aktiviteleri Döngülü Voltametri (CV) ile incelenmiştir. CV deneylerinde bileşik kap sistemi kullanılmıştır. Bu sistemde karşıt elektrot ve çalışma elektrodu bileşik kabın iki ayrı kısmında bulunmakta ve bu iki kısmı bir anyon değiştiricim membran ayırmaktadır. Bu sistem, üçlü elektrot sistemi ile kıyaslandığında yakıt piline daha çok benzemektedir. Döngülü Voltametri denemeleri sonucu, katalizörlerin alkali ortamdaki etanol oksidasyon reaksiyonu performansları sırasıyla; Ni (17.5 mA/cm2), Ni-MoS2/C (95-5) (22 mA/cm2), Ni/C (70-30) (27 mA/cm2), Ni-MoS2/C (80-20) (56 mA/cm2), Ni-Mo2C/C (75-25) (62 mA/cm2) şeklindedir. Destek olarak kullanılan Mo bileşikleri ile saf Ni ve Ni/C katalizörlerine göre çok daha yüksek performanslar elde edilmiştir. Yüksek performans gösteren bu katalizörler ile Membran Elektrot Bileşkeleri hazırlanmış ve anodik polarizasyon denemeleri yapılmıştır. Bu denemelerde sentezlenmiş katalizörler ile ticari Pt Black karşılaştırılmış ve her bir denemede üç ayrı ticari membran denenmiştir.
Özet (Çeviri)
Ethanol is a clean, eco-friendly, economical fuel, and has a very high theoretical energy density. One of the promising alternative energy generation system Direct Ethanol Fuel Cells are important for generating electrical energy from ethanol. The main problem with this renewable and sustainable energy generation system is that the C-C bonds in ethanol used as fuel cannot be effectively broken. In order to break the C-C bonds in ethanol effectively, an appropriate anode catalyst is required. The suitable anode catalyst should be economical, conductive, resistant to catalytic poisoning, environmentally friendly, easily obtainable and most importantly, to accelerate the oxidation reaction kinetics of ethanol. In this context, electro catalytic activities of piristine Ni, Ni/C, Ni-MoO2/C, Ni-Mo2C/C and Ni-MoS2/C anode catalysts have been investigated by Cyclic Voltammetry (CV) in the scope of the thesis. In the CV experiments, compound vessel system was used. In this system, the counter electrode and the working electrode are located in two separate compartments of the compound vessel and these two compartments are separated by an anion exchange membrane. This system is more similar to the fuel cells compared to the three-electrode system. As a result of CV experiments, catalysts' ethanol oxidation reaction performances in alkaline media were piristine Ni (17.5 mA/cm2) < Ni-MoS2/C (95-5) (22 mA/cm2) < Ni/C (70-30) (27 mA/cm2) < Ni-MoS2/C (80-20) (56 mA/cm2) < Ni-Mo2C/C (75-25) (62 mA/cm2) respectively. Much higher performance was achieved with the Mo compounds used as support than the pure Ni and Ni/C catalysts. Membrane Electrode Assemblies were prepared and anodic polarization experiments were performed with these high performance catalysts. In these experiments, commercial Pt Black was compared with catalysts synthesized and three commercial membranes were tested in each experiment.
Benzer Tezler
- Alkali doğrudan etanol yakıt hücresi için değerli metal içermeyen anot katalizörü geliştirilmesi
Development of noble metal free anode catalyst for alkaline direct ethanol fuel cell
CANAN ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT RAHİM BAYRAMOĞLU
- Doğrudan metanollü yakıt pilleri için mango çekirdeğinden elektrokatalizör hazırlanması
Preparation of electrocatalyst from mango seeds for direct methanol fuel cell
CANER DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiBingöl ÜniversitesiYenilenebilir Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ECE ALTUNBAŞ ŞAHİN
- Doğrudan gliserol yakıt pilleri için PBI temelli kompozit membran geliştirilmesi
Development of PBI based composite membrane for direct glycerol fuel cells
CEYDA ELİF MEYDAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMİZ GÜLTEKİN AKAY
- Yakıt pillerinin teknik ve ekonomik açıdan incelenmesi ve uygulama örnekleri
Technical and economical analysis and applications of fuel cells
SEMİH ÖZEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiElektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İRFAN GÜNEY
- Formation of anthocyanin-rich black carrot extract loaded potato protein particles by ternary compressed CO2-ethanol-water mixture extraction and PGSS-drying
Üçlü sıkıştırılmış CO2-etanol-su karışımı ekstraksiyonu ve PGSS-kurutma ile antosiyanince zengin kara havuç özütü yüklü patates proteini partikülleri oluşumu
MERVE YAVUZ DÜZGÜN
Doktora
İngilizce
2021
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK