PEM elektrolizörlerde oksijen oluşum reaksiyonu için gaz difüzyon elektrotu geliştirilmesi
Development of gas diffusion electrode for oxygen evolution reaction in PEM electrolysers
- Tez No: 827352
- Danışmanlar: PROF. DR. NESRİN KAYATAŞ DEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: PEM Elektrolizör, Gaz Difüzyon Elektrotu, Eklemeli Üretim, Elektrokimyasal Kaplama, İnce Film Kaplama, Elektrotlar, PEM Electrolyzer, Gas Diffusion Electrode, Additive Manufacturing, Electrochemical Coating, Thin Film Coating, Electrodes
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, Polimer Elektrolit Membran (PEM) Elektrolizörler'de akışı dağıtan gaz difüzyon elektrotları (GDE) olarak bilinen ve yaygın olarak kullanılan Ti mesh üzerine platin (Pt) kaplı elektrotlara alternatif bir elektrot geliştirilmesi incelenmiştir. Özellikle düşük maliyetli bir yöntem olan eklemeli üretim (EÜ) teknolojisi olarak bilinen üç boyutlu (3D) baskı yöntemi ile elektrotlar hazırlanmıştır. İlk olarak elektrotlar geçiş metalleri (Ni ve Cu) kullanılarak farklı sıcaklıklarda elektrokimyasal yöntemle kaplanmıştır. Ardından, ince film yöntemi ile farklı kalınlıklarda Pt ile kaplanmıştır. Elektrotların elektrokimyasal ölçümleri farklı teknikler kullanılarak 0,5M H2SO4 içerisinde gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, PP/Cu-50 ve BM/Ni-50 elektrotların oksijen oluşum reaksiyonu (OER) için en iyi kinetik performansı sağladığını göstermiştir. 50oC'de kaplanmış elektrotların 30oC'de kaplanmış elektrotlara göre ortalama yaklaşık 1,75 kat daha fazla akım çektiği belirlenmiştir. İnce film yöntemi ile farklı kalınlıklarda Pt kaplanmış 3D baskılı elektrotların OER için kinetik aktivitelerinin kaplanmamış elektrotlara göre daha iyi ve korozyon dirençlerinin daha düşük olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, Pt kaplanmış 3D baskılı elektrotların 1.7 V'taki akım yoğunluğunun kaplanmamış elektrotlara göre yaklaşık 14 kat arttığı ve böylece farklı kalınlıklarda Pt ile kaplanmış elektrotların OER için kinetik aktivitelerinin iyileştiği gözlenmiştir. Bu sayede yüksek maliyetli olan elektrotların istenilen tasarımlara uygun olarak kolay ve hızlı bir şekilde üretimi sağlanan 3D baskı yöntemi ile hazırlanması ve farklı metallerle kaplanarak OER elektrotu olarak kullanılması literatüre kazandırılmıştır.
Özet (Çeviri)
The aim of this study is to investigate the development of an alternative electrode to platinum (Pt) coated electrodes on Ti mesh, which is widely used and known as gas diffusion electrodes (GDE) that distributed flow in Polymer Electrolyte Membrane (PEM) Electrolyzers. Electrodes are prepared with the three-dimensional (3D) printing method known as additive manufacturing (AM) technology, which is especially a lowcost method. First, the 3D printed electrodes are electrochemically coated at different temperatures using transition metals (Ni and Cu). Then, it is coated with Pt in different thicknesses by thin film method. Electrochemical measurements of the 3D printed electrodes are carried out in 0.5M H2SO4 using different techniques. The results showed that PP/Cu-50 ve BM/Ni-50 electrodes provided the best kinetic performance for the oxygen evolution reaction (OER). It has been determined that electrodes coated at 50oC have drawn around 1.75 times more current than electrodes coated at 30oC. It is also determined that Ni and Cu coated electrodes have exhibited a lower overpotential when compared to uncoated electrodes. Moreover, it is observed that the current density of Pt coated 3D printed electrodes at 1.7 V increased around 14 times compared to the uncoated electrodes, and so kinetic activities for OER of the electrodes coated with Pt in different thicknesses are improved. In this way, the preparation of high-cost electrodes with the 3D printing method, which is produced easily and quickly in accordance with the desired designs, and their use as OER electrodes by coating with different metals are brought to the literature.
Benzer Tezler
- Sabit yatakta gaz fazına ısı transferinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
UĞUR ÇETİNKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDEN ALPAY
- Antalya-Korkuteli yöresinde gübresiz ve sulamasız koşullarda yetiştirilen altunbaş kavun çeşidinde bitki besin maddelerinin ve jetasyon süresince değişimleri ve verim ile kaliteye etkileri
Seasonal variations and the effects of nutrients on yield and guality characteristics of sugar melon in Antalya-Korkuteli Region
ATİLA ÜNAL
- İzmir bölgesi mandarinlerinin mikro-element durumu üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
NİLGÜN SAATÇI
- Tekne konstrüksiyonunda kullanılabilecek ferrosement yapının mekanik davranışı ve en uygun malzeme bileşenlerinin belirlenmesi
Die Bestimmung der optimalen materialzusammensetzung und das mechanische verhalten des fur den bootsbau geeigneten ferrocements
HALUK KAYA