Pem elektrolizörler için tin ile kaplanmış anot gaz difüzyon elektrotları geliştirilmesi
Development of tin coated anode gas difusion electrodes for pem water electrolyzers
- Tez No: 932594
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET FATİH KAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Mühendislik Bilimleri, Energy, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
Bu çalışmada, Polimer Elektrolit Membran (PEM) elektrolizörler için Titanyum Nitrür (TiN) kaplamalı anot gaz difüzyon elektrotlarının geliştirilmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın ana hedefi, TiN kaplamalarının elektrot yüzeyinde elektrokimyasal performansı artırarak, korozyon direncini güçlendirmektir. Farklı kalınlıklarda TiN kaplamaları (0.7 µm, 1.1 µm, 1.5 µm, 2.0 µm) ve farklı mesh yapıları (1000, 1200, 1400, 1600) kullanılarak, elektrotlar üzerindeki korozyon davranışı ve elektrokimyasal reaksiyonlar incelenmiştir. Yapılan elektrokimyasal testler, LSV ve Tafel analizleri, TiN kaplamalarının elektrot yüzeyinde korozyon direncini artırdığını ve özellikle F4 (2.0 µm TiN) kaplamalı yüzeylerin en yüksek elektrokimyasal performansı sergilediğini ortaya koymuştur. F1_1000 numunesinin empedans değeri 120 Ω iken, F4_1000 numunesinde bu değer 40 Ω'a düşmüştür. Benzer şekilde, F0_1000 numunesinde akım yoğunluğu 6.3 A/cm² iken, F4_1000 numunesi 8.2 A/cm² ile en yüksek akım yoğunluğunu göstermektedir. Ayrıca, yüksek yüzey alanına sahip 1000 mesh yapılarının, TiN kaplamalarının etkisini belirginleştirerek elektrokimyasal performansı önemli ölçüde artırdığı gözlemlenmiştir. 1000 mesh yapısındaki F4_1000 numunesi, en düşük empedans değeri ve en yüksek elektrokimyasal aktiviteyi sergileyerek diğer mesh yapılarından daha iyi bir performans göstermektedir. Bu bulgular, TiN kaplamaların elektrokimyasal iyileştirmeler ve korozyon direnci artışı sağladığını ve bu özelliklerinin PEM elektrolizörlerinin maliyetini düşürmek için önemli bir malzeme seçeneği sunduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This study aims to develop Titanium Nitride (TiN) coated anodic gas diffusion electrodes for Polymer Electrolyte Membrane (PEM) electrolyzers. The main objective of the study is to enhance the electrochemical performance of TiN coatings on the electrode surface, thereby improving corrosion resistance. Different thicknesses of TiN coatings (0.7 µm, 1.1 µm, 1.5 µm, 2.0 µm) and different mesh structures (1000, 1200, 1400, 1600) were used to investigate the corrosion behavior and electrochemical reactions on the electrodes. Electrochemical tests, including LSV and Tafel analyses, have shown that TiN coatings increase the corrosion resistance on the electrode surface, with the F4 (2.0 µm TiN) coated surfaces exhibiting the highest electrochemical performance. The impedance value of the F1_1000 sample was 120 Ω, while it decreased to 40 Ω for the F4_1000 sample. Similarly, the current density for the F0_1000 sample was 6.3 A/cm², whereas the F4_1000 sample exhibited the highest current density of 8.2 A/cm². Furthermore, high surface area structures, such as the 1000 mesh, have been observed to enhance the effect of TiN coatings, significantly improving the electrochemical performance. The F4_1000 sample with a 1000 mesh structure demonstrated the lowest impedance and the highest electrochemical activity, outperforming other mesh structures. These findings indicate that TiN coatings provide electrochemical improvements and increased corrosion resistance, offering a promising material option for reducing the cost of PEM electrolyzers.
Benzer Tezler
- Elektronik atıklardan değerli metallerin ayrıştırılarak pem elektrolizörler için katalizör eldesi
Development of catalyst for pem water electrolysers by separation precious metals from electronic wastes
MUHAMMED ALİ DURMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
EnerjiErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET FATİH KAYA
- PEM elektrolizörlerin manyetik alan altındaki çalışma performansının incelenmesi ve katalizör geliştirilmesi
Investigation the performance of PEM water electrolyzers under magnetic field anddevelopment of electrocatalyst
MEHMET FATİH KAYA
Doktora
Türkçe
2018
EnerjiErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NESRİN KAYATAŞ DEMİR
- Development of transition metal incorporated iridium oxide electrocatalyst and electrodes for oxygen evolution reaction (OER) in membrane based electrolyzers
Membran bazlı elektrolizörlerde oksijen evrim tepkimesi (OER) için geçiş metali katkılı iridyum oksit elektrokatalizör ve elektrot geliştirilmesi
BAHADIR PATIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Metalurji MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALP YÜRÜM
PROF. DR. SELMİYE ALKAN GÜRSEL
- PEM fuel cell degradation: Numerical investigation and effects on the performance of solar-hydrogen based renewable energy systems
PEM yakıt hücresi bozunması: Sayısal inceleme ve güneş-hidrojen temelli yenilenebilir enerji sistemleri performansı üzerindeki etkileri
ENDER ÖZDEN
Doktora
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKER TARI
- PEM elektrolizörlerde oksijen oluşum reaksiyonu için gaz difüzyon elektrotu geliştirilmesi
Development of gas diffusion electrode for oxygen evolution reaction in PEM electrolysers
BULUT HÜNER
Doktora
Türkçe
2023
EnerjiErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESRİN KAYATAŞ DEMİR