Geri Dön

Farklı destek malzemeleri ile hazırlanmış kobalt fitalosiyanin katalizörünün üretimi karakterizasyonu ve pem yakıt pili performansının incelenmesi

Production characterization and the proton exchange membrane fuel cell performance analyses of cobalt phthalocyanine catalyst prepared with different support materials

  1. Tez No: 612846
  2. Yazar: SÜMEYYE DURSUN
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMİZ GÜLTEKİN AKAY, DOÇ. DR. MEHMET SÜHA YAZICI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Grafen, Karbon Nanotüp, Kobalt Ftalosiyanin, PEMYP, Vulcan, Graphene, Carbon Nanotube, Cobalt Phthalocyanine, PEMFC, Vulcan
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 72

Özet

Proton değişim membranlı yakıt pillerinde (PEMYP) en yaygın kullanılan katalizör karbon destekli platin katalizörlerdir. Platin bazlı katalizörlerin yüksek maliyeti PEM yakıt pillerinin ticarileşmesinde engel oluşturmaktadır. Bu nedenle, yüksek aktiviteli ve maliyeti düşük katalizörlerin geliştirilmesi önemli araştırma konusudur. Bu çalışmada, PEM yakıt pilleri için karbon yapılı farklı destek malzemeleri ile hazırlanan kobalt ftalosiyaninin (CoPc) oksijen indirgeme katalizörü olarak kullanımı amaçlanmıştır. Bu kapsamda, Vulcan-XC72, karbon nanotüp (CNT), CVD grafen ve bu malzemelerin ikili karışımları destek malzemesi olarak kullanılarak performans karşılaştırması yapılmıştır. Grafen kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle üretilmiştir. Karbon destekli CoPc katalizörleri emdirme yöntemiyle hazırlanmıştır. ICP-OES, TGA, XRD, SEM, TEM ve CV teknikleri kullanılarak fiziksel ve elektrokimyasal karakterizasyonlar yapılmıştır. Katalizörlerin katot performansları yakıt pili testleri ile ölçülmüştür. Isıl işlem sıcaklığının etkisini incelemek için 3 farklı sıcaklık (800 °C, 650 °C ve 500° C) çalışılmış ve en iyi performans 800 °C ısıl işlem ile elde edilmiştir. CoPc/grafen, CoPc/Vulcan-grafen, CoPc/CNT-grafen, CoPc/CNT, CoPc/Vulcan, CoPc/Vulcan-CNT sıralamasında yakıt pili performansında artış gözlemlenmiştir. 60 °C hücre sıcaklığında, %100 nemde 5 psi geri basınçta elde edilen en iyi güç yoğunlukları sırasıyla 32, 171, 179, 189, 296, 303 mW/cm2 dir. CVD grafen kütle transferini engelleyerek performansı düşürdüğü gözlemlenmiştir. Vulcan'ın CNT ile hibritleşmesi performansı iyileştirmiştir. 0, 5, 15, 25 psi değerlerinde geri basınç etkisi incelenmiş ve geri basıncın artırılmasının hücre performansını artırdığı gözlemlenmiştir.

Özet (Çeviri)

The most widely used catalyst in proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is carbon supported platinum catalysts. The high cost of platinum-based catalysts prevents the commercialization of PEM fuel cells. That is why development of high activity and low cost catalysts is an important research topic. The aim of this study is to use cobalt phthalocyanine (CoPc) as oxygen reduction reaction catalyst prepared with different carbon-structured support materials for PEM fuel cells. In this scope, performance comparisons were made in which Vulcan-XC72, carbon nanotube and CVD graphene and their binary mixtures were used as support material. Graphene was produced by chemical vapor deposition method. Carbon supported CoPc catalysts were prepared by impregnation method. Physical and electrochemical characterizations of prepared catalyst were investigated by ICP-OES, TGA, XRD, SEM, TEM and CV techniques. The cathode performances of the catalysts were measured by fuel cell tests. Three different temperatures (800 °C, 650 °C and 500 °C) were studied to examine the effect of heat treatment temperature and the best performance was obtained by 800 °C heat treatment. Increase in fuel cell performance was observed in the following order CoPc/graphene, CoPc/Vulcan-graphene, CoPc/CNT-graphene, CoPc/CNT, CoPc/Vulcan, CoPc/Vulcan-CNT. The best power densities at 60 °C cell temperature, 100% humidity, 5 psi back pressure were found as 32, 171, 179, 189, 296, 303 mW/cm2, respectively. It was observed that CVD graphene has reduced the performance because of mass transport limitations. Hybridization Vulcan with CNT improved performance. The back pressure effect at 0, 5, 15, 25 psi was investigated and fuel cell performance was improved as increase in backpressure.

Benzer Tezler

  1. An experimental study on contactless support structures for laser powder bed fusion process

    Lazer toz yatak ergitme prosesi için kullanılan temassız destek yapılarının üzerine deneysel bir çalışma

    ALİCAN ÇELİK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET ŞEREF SÖNMEZ

    DR. ÖĞR. ÜYESİ EVREN YASA

  2. Preparation methods and promoters effects on α-Al2O3 supported Fe-Mn based FT catalysts for light olefin production

    Hazırlama yönteminin ve promotörün α -Al2O3 destek malzemeli demir-mangan FT katalizörlerinde hafif olefin üretimine etkisi

    ÖZGE ATİK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ GAMZE GÜMÜŞLÜ GÜR

  3. Sodyum borhidrürden hidrojen üretimi için farklı destek malzemeleri kullanarak etkin katalizörlerin geliştirilmesi

    Development of effective catalysts by using different support materials for hydrogen generation from sodium borhydride

    NESLİHAN ERAT TOPRAK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Kimya MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDULKADİR ÖZER

    DR. GAMZE BOZKURT

  4. Yeni ni-al katalizörlerinin sentez şartlarının metanın kuru reformlanma reaksiyonuna etkisi

    Effect of synthesis conditions of new Ni-Al catalysts on the dry reforming reaction of methane

    AYŞİN MUDANYALI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Kimya MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SENA YAŞYERLİ

    DOÇ. DR. GAMZE BOZKURT

  5. Metal borhidrür sentezi ve hidrojen çevriminde kullanılabilirliği

    Metal borohydrides synthesis and their usability in hydrogen recycle

    ÇETİN ÇAKANYILDIRIM

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Kimya MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. METİN GÜRÜ