Geri Dön

Doğrudan hidrazin yakıt pilleri için pd doplu, karbon esaslı katalizörlerin sentezlenmesi ve uygulamaları

Synthesis of applications pd-doped carbon-based catalysts for direct hydrazine fuel cells

PDF İndir

  1. Tez No: 941384
  2. Yazar: GAMZE ÇELİK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ZAFER ÜSTÜNDAĞ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya, Kimya Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Chemistry, Chemical Engineering, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Kütahya Dumlupınar Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 118

Özet

Yakıt pilleri, kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine dönüştürerek yüksek verimli ve çevre dostu enerji üretimi sağlayan sistemlerdir. Bu tezde, platin (Pt) bazlı katalizörlere alternatif olarak, hidrazin oksidasyonu için düşük maliyetli paladyum (Pd) destekli anot elektrotlar geliştirilmiştir. Atık kömür katranı (rCTP), cam fiber (GF) ve hasır otu (TT) kullanılarak farklı sentez yöntemleriyle beş Pd-tabanlı katalizör (1A, 1B, 2A, 2B-1, 2B-2) üretilmiştir. Malzemelerin yapısal ve morfolojik özellikleri taramalı elektron mikroskopisi (SEM), enerji dağılımlı X-Işınları (EDX) spektroskopisi ve X-Işınları kırınımı (XRD) teknikleriyle belirlenmiştir. Malzemelerin elektrokimyasal performansları ise dönüşümlü voltametri (CV), kronoamperometri (CA) ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) teknikleriyle incelenmiştir. Elektrokimyasal karakterizasyonlar sonucunda en yüksek performansı, 3,5-4,0 mA/cm² sabit akım yoğunluğu aralığında yaklaşık 13 mA/cm² maksimum akım yoğunluğuyla Pd-CTP/GF elektrotu göstermiştir. EIS verileri düşük yük aktarım direncine işaret ederken, voltametrik analiz sonuçları hidrazin oksidasyonunun difüzyon kontrollü olduğunu göstermiştir. Yakıt pili performans test sonuçlarına göre 2B-2 katalizörünün 10 mL/dk hidrazin ve 500 mL/dk oksijen akış hızında ölçülen maksimum akım yoğunluğu 80 mA/cm² olarak belirlenmiştir. Bu bulgular hazırlanan 2B-2 katalizörünün, yüksek iletkenliği ve düşük yük aktarım direnci sayesinde DHFC için umut vadeden bir anot malzemesi olduğunu göstermektedir.

Özet (Çeviri)

Fuel cells are highly efficient and environmentally friendly systems that directly convert chemical energy into electrical energy. In this thesis, palladium (Pd)-based anode electrodes were developed as cost-effective alternatives to platinum (Pt)-based catalysts for hydrazine oxidation. Five Pd-based catalysts (1A, 1B, 2A, 2B-1, and 2B-2) were synthesized using various methods with waste coal tar pitch (rCTP), glass fiber (GF), and couch grass (TT) as support materials. The structural and morphological properties of the synthesized materials were characterized using scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and X-ray diffraction (XRD). Their electrochemical performances were evaluated through cyclic voltammetry (CV), chronoamperometry (CA), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). As a result of the electrochemical characterizations, the Pd-CTP/GF electrode exhibited the highest performance, achieving a maximum current density of approximately 13 mA/cm² within a constant current density range of 3.5–4.0 mA/cm². EIS measurements revealed a low charge transfer resistance, and voltammetric analysis confirmed that hydrazine oxidation follows a diffusion-controlled mechanism. Fuel cell performance tests demonstrated that the 2B-2 catalyst reached a maximum current density of 80 mA/cm² at 10 mL/min hydrazine and 500 mL/min oxygen flow rates. These results indicate that the synthesized 2B-2 catalyst is a promising anode material for direct hydrazine fuel cells (DHFC) due to its high conductivity and low charge transfer resistance.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    511156

    Graphene (oxide) – metal/metal (hydr)oxide composites: Synthesis and applications in electrochemical energy storage and conversion

    Grafen (oksit) - metal/metal (hidr)oksit kompozitleri: sentezi ve elektrokimyasal enerji depolama ve dönüşümü için uygulamaları

    FERİHA EYLÜL ÖZTUNA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    EnerjiKoç Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. UĞUR ÜNAL

  2. Tez No

    538619

    Metal nanoparçacık modifiye rutenyum-vanadyum oksit kompozit elektrotların hazırlanması, karakterizasyonu ve hidrazin tayinine uygulaması

    Preperation and characterization of metal nanoparticles modified ruthenium-vanadium oxide composite electrodes and application to hydrazine determination

    SİBEL KARACA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    KimyaManisa Celal Bayar Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SÜLEYMAN KOÇAK

  3. Tez No

    216769

    Preparation and characterization of poly(vinylferrocenium)-supported electrocatalysts

    Poli(vinilferrosenyum)-destekli elektrokatalizörlerin hazırlanması ve karakterizasyonu

    MUTLU SÖNMEZ ÇELEBİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    KimyaHacettepe Üniversitesi

    Kimya Bölümü

    PROF. DR. HALUK ÖZYÖRÜK

    PROF. DR. KADİR PEKMEZ

  4. Tez No

    775504

    Design, synthesis, and characterization of new thymol hybrid molecules

    Yeni hibrit hibrit moleküllerin tasarımı, sentezi ve karakterizasyonu

    KAWA HAMA SHARIF MAHMOOD

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    KimyaVan Yüzüncü Yıl Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ARİF KIVRAK

  5. Tez No

    835157

    Design and synthesis of fluorescent molecules for the detection of biologically and environmentally important species

    Biyolojik ve çevresel açıdan önemli türlerin tespiti için floresan moleküllerin tasarımı ve sentezi

    GAREN SUNA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TURAN ÖZTÜRK

    DR. SİMAY GÜNDÜZ

Geri Dön