Investigation of electrocatalytic performance of noble metal-free anode electrocatalysts for alkaline direct ethanol fuel cells
Alkali doğrudan etanol yakıt hücreleri için soy metal içermeyen anot elektrokatalizörlerinin elektrokatalitik performansının incelenmesi
- Tez No: 884005
- Danışmanlar: PROF. DR. MAHMUT RAHİM BAYRAMOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Alternatif enerji, Elektrokatalizör, Elektrokimyasal oksidasyon, Elektrooksidasyon, Alternative energy, Electrocatalyst, Electrochemical oxidation, Electrooxidation
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Enerjiye olan talebin artması ve fosil yakıtların tükenmesi nedeniyle araştırmacılar yeni enerji üretim teknolojilerini keşfetmeye yönelmiştir. Alkol elektrooksidasyon prosesleri bu özel durumdan dolayı ilgi görmektedir. Alkoller kategorisinde etanol ekonomik açıdan uygun ve toksik olmayan bir yakıt olarak öne çıkıyor. Oldukça yüksek teorik enerji yoğunluğu nedeniyle, fosil yakıtlar için çok umut verici bir yenilenebilir alternatif olarak kabul edilmektedir. Etanolden etkili bir şekilde enerji üretmek için etanol elektrooksidasyon reaksiyonunu (EOR) tamamlamak önemlidir. Bununla birlikte, EOR'un yavaş kinetiği bu çevre dostu yakıtın ticari kullanımını engellemektedir. Bu araştırmanın amacı, Ni ve NiX (X= Cr2O3, Cu, Fe) nanopartiküllerini çeşitli ağırlık oranlarında CeO2 nanoçubuklarıyla birleştirerek EOR için yeni verimli anot elektrokatalizörleri sentezlemektir. Sentezlenen elektrokatalizörlerin morfolojik özellikleri XRD, SEM, EDAX, TEM ve XPS analizleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Katalizörler, Döngüsel Voltametri (CV), Doğrusal Tarama Voltammetrisi (LSV) ve Kronoamperometri (CA) teknikleri kullanılarak elektrokimyasal karakterizasyonlara tabi tutulmuştur. Elde edilen geçiş metali bazlı elektrokatalizörler yüksek elektrokimyasal aktivite göstermiştir. CV ölçümleri NiFe-CeO2NRs-2 elektrokatalizörünün sentezlenen diğer katalizörlerle karşılaştırıldığında maksimum akım yoğunluğuna sahip olduğunu gösterdi. Ayrıca CeO2 nanoçubuklarının miktarının nikel nanopartiküllerinin elektrokatalitik verimliliği üzerinde etkisi olduğu kanıtlanmıştır. Bununla birlikte, ilave bir geçiş metali veya metal oksidin dahil edilmesi, sinerjistik etkinin arttırılması yoluyla katalitik aktiviteyi arttırmıştır.
Özet (Çeviri)
Researchers have been driven to explore novel energy generation technologies due to the growing demand for energy and the depletion of fossil fuels. Alcohol electrooxidation processes are receiving interest in this particular situation. Within the category of alcohols, ethanol stands out as an economically viable and non-toxic fuel. It is regarded as a very promising renewable substitute for fossil fuels due to its notably high theoretical energy density. Ethanol is a highly promising alternative fuel that is non-toxic and cost-effective. To effectively generate energy from ethanol, it is essential to complete the ethanol electrooxidation reaction (EOR). Nevertheless, the sluggish kinetics of the EOR prevent the commercial utilization of this environmentally-friendly fuel. The objective of this research was to synthesize novel efficient anode electrocatalysts for EOR by combining Ni and NiX (X= Cr2O3, Cu, Fe) nanoparticles with CeO2 nanorods at various weight ratios. The synthesized electrocatalysts were morphologically characterized using XRD, SEM, EDAX, TEM, and XPS analysis. The catalysts were subjected to electrochemical characterizations using the techniques of Cyclic Voltammetry (CV), Linear Sweep Voltammetry (LSV), and Chronoamperometry (CA). The resulting catalysts were transition metal-based and shown high electrochemical activity. The CV measurements showed that the NiFe-CeO2NRs-2 electrocatalyst had the maximum current density compared to the other catalysts that were produced. Moreover, the quantity of CeO2 nanorods has an impact on the electrocatalytic efficiency of nickel nanoparticles. Furthermore, the inclusion of an additional transition metal or metal oxide has enhanced the catalytic activity through the augmentation of the synergistic effect.
Benzer Tezler
- Computational screening of transition metal single-atomcatalysts on monolayer graphene and defect-engineeredbilayer graphene for the oxygen reduction reaction
Oksijen indirgeme reaksiyonu icin tek katmanlı grafen üzerinde geçiş metali tek-atom katalizörlerinin ve kusur mühendisliği uygulanmış iki katmanlı grafenin hesaplamalı taraması
MEHMET ÇANKAYA
Doktora
İngilizce
2026
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilim ve Mühendislik Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. ADEM TEKİN
- Palladyom eşektrodun seçici elektrokatalitik özelliklerinin D-Glikozun elektrooksidsyonunda belirlenmesi
The Determination of selective properties of palladium electrode in D-Glucose electrooxidation
İPEK BECERİK
- Investigation of electrocatalytic performance of prussian blue analogues for water splitting
Prusya mavisi türevlerinin suyun ayrışması için elektrokatalitik aktivitelerinin incelenmesi
ELİF PINAR ALSAÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FERDİ KARADAŞ
- Investigation of the catalytic performance of tin nanowires produced by aluminum anodic oxide template method for electrochemical CO2 reduction
Alüminyum anodik oksit şablon yöntemiyle üretilen kalay nanotellerin elektrokimyasal CO2 redüksiyonuna yönelik katalitik performansinin i̇ncelenmesi
DİLAN ER GÖNÜL
Doktora
İngilizce
2023
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Modifiye edilmiş polyol yöntemi ile sentezlenen üçlü PtCuNi nanoalaşımların elektrokatalitik ve manyetik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of electrocatalytic and magnetic properties of ternary PtCuNi nanoalloys synthesized by modified polyol method
İLKNUR BALDAN IŞIK
Doktora
Türkçe
2025
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DOĞAN KAYA