Yeşil sentez yöntemiyle elde edilen metal oksit bazlı katalizörlerin pem yakıt pili uygulamalarındakiperformanslarının incelenmesi
Investigation of the performance of metal oxide based catalysts obtained by green synthesis method in pem fuel cell applications
- Tez No: 943802
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ORHAN BAYTAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Siirt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yakıt pilleri, temiz enerji üretimi açısından çevre dostu ve yüksek verimli teknolojiler arasında yer almakta olup, özellikle taşınabilir ve sabit enerji sistemlerinde giderek daha fazla önem kazanmaktadır. Proton değişim membranlı yakıt pilleri (PEMFC), düşük çalışma sıcaklığı, yüksek güç yoğunluğu ve hızlı tepkime süreleri sayesinde dikkat çeken bir yakıt pili türüdür. Bu sistemlerde kullanılan elektrokatalizörler, yakıt pilinin genel performansını doğrudan etkilemektedir. Bu nedenle, yüksek elektrokimyasal aktiviteye ve termal kararlılığa sahip alternatif katalizörlerin geliştirilmesi, PEMFC teknolojisinin yaygınlaşması açısından kritik öneme sahiptir. Bu tez çalışmasında, dört farklı platin bazlı nanoparçacık katalizörün (Pt@ZrMnO/C, Pt@ZrWO/C, Pt@NiMnO/C ve Pt@NiWO/C) PEMFC sisteminde farklı hücre sıcaklıklarındaki elektrokimyasal performansları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Performans değerlendirmeleri; polarizasyon eğrileri, akım yoğunluğu ve güç yoğunluğu gibi temel parametreler üzerinden gerçekleştirilmiştir. Pt@ZrMnO/C ve Pt@ZrWO/C nanoparçacıkları düşük sıcaklıklarda (40–50 °C) yüksek hücre potansiyeli sergilerken, Pt@NiMnO/C ve Pt@NiWO/C nanoparçacıkları daha geniş sıcaklık aralığında stabil ve yüksek performans göstermiştir. 60 °C'de tüm katalizör gruplarında maksimum güç yoğunluğu elde edilirken, 70 °C'de performans düşüşleri gözlemlenmiştir. Bu durum, yüksek sıcaklıkların membran nem dengesini bozarak proton iletkenliğini olumsuz etkileyebileceğini göstermektedir. Sonuçlar, PEMFC sistemlerinde uygun katalizör seçiminin sadece malzeme yapısına değil, aynı zamanda çalışma sıcaklığına bağlı olarak optimize edilmesi gerektiğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Fuel cells are among the environmentally friendly and highly efficient technologies for clean energy production and are gaining increasing importance, particularly in portable and stationary power systems. Proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) stand out due to their low operating temperatures, high power densities, and fast response times. The electrocatalysts used in these systems directly influence the overall performance of the fuel cell. Therefore, the development of alternative catalysts with high electrochemical activity and thermal stability is of critical importance for the widespread adoption of PEMFC technology. In this thesis, the electrochemical performances of four different platinum-based nanoparticle catalysts (Pt@ZrMnO/C, Pt@ZrWO/C, Pt@NiMnO/C, and Pt@NiWO/C) were comparatively investigated under varying cell temperatures in a PEMFC system. Performance evaluations were conducted based on key parameters such as polarization curves, current density, and power density. While Pt@ZrMnO/C and Pt@ZrWO/C nanoparticles exhibited high cell potentials at lower temperatures (40–50 °C), Pt@NiMnO/C and Pt@NiWO/C nanoparticles demonstrated stable and high performance across a wider temperature range. The highest power densities for all catalysts were achieved at 60 °C, whereas a decrease in performance was observed at 70 °C, likely due to the deterioration of membrane hydration and reduced proton conductivity at higher temperatures. These findings highlight that the selection of suitable catalysts for PEMFC systems should be optimized not only based on material composition but also in relation to operating temperature conditions.
Benzer Tezler
- Sodyum borhidrür hidrolizi için yeni nesil nanokatalizörlerin sentezi, karakterizasyonu ve biyokimyasal uygulamaları
Synthesis, characterization and biochemical applications of new generation nanocatalysts for sodium borohydride hydrolysis
FULYA GÜLBAĞÇA
- Nickel and cobalt boride based high-capacity electrodes: production, characterization and supercapacitor performance
Nikel ve kobalt borür esaslı yüksek kapasiteli elektrotlar: üretimi, karakterizasyonu ve süperkapasitör performansı
MEHTAP ARSLAN KABA
Doktora
İngilizce
2026
İstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Astragalus membranaceus'dan yeşil sentez ile hazırlanan gümüş nanopartiküllerin antimikrobiyal ve antikanser etkinliğinin incelenmesi
Investigation of antimicrobial and anti-cancer efficiency of silver nanoparticles prepared by green synthesis from Astragalus membranaceus
FERHAN ÖZTOLÜT
- Urtica diocia subsp. dioca L. (ısırgan) bitkisinin etanolik ekstraklarından sentezlenen çinko oksit nanopartiküllerinin karakterizasyonu, antibakteriyel ve antikanserojen etkilerinin IN VITRO ve IN SILIKO yaklaşımları ile incelenmesi.
Characterization of zinc oxide nanoparticles synthesized from ethanolic extracts of Urtica dioica subsp. dioica L. (nettle) and investigation of their antibacterial and anticancer effects through IN VITRO and IN SILICO approaches
EBRU AYDIN
- Recycling and reuse of metals with deep eutectic solvents: A green and circular approach for the resynthesis of NMC cathodes from li-ion battery nmc cathode materials
Derin ötektik çözücüler ile metallerin geri dönüşümü ve yeniden kullanımı: li-iyon pil NMC katotlarından yeşil ve döngüsel bir yaklaşımla yeniden NMC katot sentezi
GİZEM BURCU BİLGİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
İstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
