Geri Dön

Kobalt aktif karbon katot katalizörünün hazırlanması vekarakterizasyonu

Synthesis and characterization of cobalt active carboncathode catalyst

  1. Tez No: 860813
  2. Yazar: ABDURRAHİM SERTAN ÇAYCI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. FATMA ÇİĞDEM GÜLDÜR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 72

Özet

Yakıt hücreleri, sürdürülebilir enerji üretimi için potansiyel bir alternatif olarak öne çıkmaktadır. Yakıt hücrelerinin kullanımının yaygınlaşamamasının ana sebeplerinden biri fiyat olarak yüksek platin bazlı katalizör kullanımıdır. Bu bağlamda, aktif karbonlar ve metal katkılı aktif karbonlar önemli rol oynamaktadır. Bu tez, kobalt katkılı aktif karbonların yakıt hücrelerindeki potansiyel uygulamalarını değerlendirmek ve bu materyallerin hazırlık sürecini, karakterizasyonunu ve elektrokimyasal özelliklerini incelemek amacıyla yapılmıştır. Tez kapsamında, kobalt klorür hekzahidratın aktif karbon üzerinde indirgenmesini içeren sentez çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Ardından, manyetik özellikler kazandırmak amacıyla azot atmosferi kullanılmış ve daha sonra farklı sıcaklıklarda (400– 600-800°C) gerçekleşen karbonizasyon-aktivasyon süreci gerçekleştirilmiştir. BrunauerEmmett-Teller (BET) ve Nonlocal density functional theory (NLDFT) yöntemleri kullanılarak yüzey alanı ve gözenek boyutu dağılımı analizleri yapılmıştır. Fourierdönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), kobalt bağlantılarını tanımlarken, X-ışını kırınımı (XRD) kobalt oksit nanoparçacıklarının varlığını doğrulamıştır. Oksijen indirgeme tepkimesi (ORR) için döngülü voltametri (CV) ile elektrokimyasal performans değerlendirilmiştir. Yüzey alanına bakıldığında en yüksek değer 591.462 m2/g ile 800 °C örneğinde gözlemlenmiştir. Oksijen indirgenme tepkimesi sonuçları yükselen sıcaklık ile birlikte değişen ORR aktivitesinin artırışını göstermektedir. Genel bulgular, sentezlenen kobalt katkılı aktif karbonların mikrobiyal yakıt hücrelerinde potansiyel uygulamalara yönelik olduğunu ve sıcaklık değişimi ile geliştirilmiş özelliklere sahip olduklarını göstermektedir.

Özet (Çeviri)

Fuel cells are emerging as a potential alternative for sustainable energy production. One of the main reasons for the limited widespread use of fuel cells is the high cost of platinumbased catalysts. In this context, activated carbons and metal-doped activated carbons play an important role. This thesis aims to evaluate the potential applications of cobalt-doped activated carbons in fuel cells and to investigate their preparation process, characterization, and electrochemical properties. The synthesis studies, which include the reduction of cobalt chloride hexahydrate on activated carbon, were carried out within the scope of the thesis. Then, to impart magnetic properties, a nitrogen atmosphere was used, followed by a carbonization-activation process at different temperatures (400–600-800°C). The surface area and pore size distribution analyses were conducted using Brunauer-Emmett-Teller (BET) and Nonlocal density functional theory (NLDFT) methods. Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) identified cobalt linkages, while X-ray diffraction (XRD) confirmed the presence of cobalt oxide nanoparticles. The electrochemical performance for the oxygen reduction reaction (ORR) was evaluated using cyclic voltammetry (CV). The highest surface area observed was 591.462 m^2/g in the sample treated at 800 °C. The oxygen reduction reaction results show that ORR activity improves with increasing temperature. The overall findings suggest that the synthesized cobalt-doped activated carbons have potential applications in microbial fuel cells and possess improved properties with temperature changes.

Benzer Tezler

  1. Development of non-noble (Co-n/mwcnt) and polybenzimidazole-modified (Pt-pbi/mwcnt) electrocatalysts for high-temperature pem fuel cell applications

    Yüksek sıcaklık pem yakıt hücreleri için düşük maliyetli ve yüksek performanslı (Co-n/mwcnt) ve polibenzimidazol (pbı) ile modifiye edilmiş (Pt-pbı/mwcnt) elektrokatalizörlerin geliştirilmesi

    ENİS OĞUZHAN EREN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    EnerjiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NECATİ ÖZKAN

  2. Lityum iyon piller için aktif ve inaktif bileşenli silisyum esaslı nanokompozit anotlar

    Active and inactive component silicon based nanocomposite anodes for lithium ion batteries

    TUĞRUL ÇETİNKAYA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Metalurji MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HATEM AKBULUT

  3. Lityumca zengin nikel kobalt mangan oksit (NCM) katot üretimi ve Al2O3 yüzey modifikasyonu ile elektrokimyasal özelliklerinin geliştirilmesi

    Production of lithium rich NCM cathode via sol-gel method & enhancing electrochemical properties with Al2O3 surface modification

    HALİS GENÇER KÜL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ

  4. Lityum iyon bataryalar için kobalt içermeyen düşük maliyetli katot elektrotlarının sentezi

    Synthesis of cobalt-free low-cost cathode electrodes for lithium-ion batteries

    SÜMEYYE KILIÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    EnerjiSakarya Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET OĞUZ GÜLER

  5. Atık lityum iyon pil katotlarındaki metallerin baca gazı ile doyurulmuş sulu çözeltilerde çözündürülmesi

    Dissolution of metals in waste lithium-ion battery cathodes in flue gas saturated aqueous solutions

    MERVE NİDA DURSUNOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Kimya MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAKAN TEMÜR