Pem yakıt hücresi katodunda kullanılmak üzere farklı karbon türü destekli platinin ikili ve üçlü katalizörlerinin sentezi, karakterizasyonu ve elektrokatalitik özelliklerinin incelenmesi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ECE HACIOĞLU

Danışman: FİLİZ DEREKAYA

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmanın amacı polimer elektrolit membranlı (PEM) yakıt hücresinin oksijen indirgenme reaksiyonu (OİR) için düşük maliyetli, dayanıklılığı ve aktivitesi yüksek katalizörler geliştirmektir. Bu amaçla, farklı karbon türü destekli Pt metalinin Fe, Co ve Ni geçiş metallerini içeren katalizörleri emdirme ve birlikte çöktürme yöntemleriyle sentezlenmiştir. Mezo-gözenekli karbon ve Vulcan XC-72 karbon desteği olarak kullanılmıştır. Katalizörlerin fiziksel ve elektrokimyasal özelliklerinin aktivite ve elektroaktif yüzey alanları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Sentezlenen katalizörlerin karakterizasyon ve aktivasyon çalışmaları yapılmıştır. X-ışını kırınım deseni analizi Fe, Ni, Co metallerinin oksit fazlarında bulunduğunu ve Pt' nin yüzey merkezli kübik kristal faz yapısında olduğunu göstermiştir. Emdirme yöntemiyle mezo-gözenekli karbon, birlikte çöktürme yöntemi ile Vulcan XC-72 desteği kullanılarak ikili katalizörlerde daha küçük ortalama platin kristal boyutu elde edilmiştir. Mezogözenekli karbon destekli üçlü ve dörtlü katalizörlerin daha küçük Pt kristal boyutuna sahip oldukları belirlenmiştir. Platinin ikili katalizöründe en küçük platin kristal boyutu 4,72 nm ile PtCo/VXC-BÇ olurken, üçlü katalizörlerde PtFeCo/MC-BÇ 4,4 nm ile en küçük boyuta sahip olmuştur. BET çok noktalı yüzey alan değeri en yüksek PtFe/MC-E katalizöründe elde edilmiştir. Döngülü voltametre analizinde demir metali içeren mezo-gözenekli karbon destekli katalizörler, üçlü ve dörtlü katalizörlerde Vulcan XC-72 destekli katalizörler yüksek elektrokimyasal yüzey alanı vermiştir. İkili katalizörlerde 441,92 m2/gPt ESA değerine sahip PtFe/MC-E katalizörü, üçlü katalizörlerde PtFeNi/VXC-BÇ katalizörü 662,55 m2/gPt ESA değeri ile en yüksek yüzey alanına sahiptir.