Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Taner TÜRKER
Danışman: Fatma Çiğdem Güldür
Özet:
Mezo gözenekli karbonlar, nispeten üstün kimyasal ve fiziksel özelliklerinden dolayı yakıt pili uygulamalarında son zamanlarda sıklıkla kullanılmaktadır. Özellikle düzenli mezo gözenekli karbonlar (DMK'lar), yakıt hücresi elektrotundaki potansiyel uygulamaları için büyük ilgi görmüştür. Özellikle, metalik olmayan atomlarla katkılı DMK'ların, pahalı metallerle yüklenmeleri gerekmediğinden ve bir yakıt hücresinin maliyetini düşürme potansiyeline sahip olduklarından umut verici olduğu düşünülmektedir. Çalışmanın amacı, oksijen indirgeme reaksiyonunu arttırmak için bor katkılı düzenli mezo gözenekli karbonun sentezidir. Karbon kaynağı olarak resorsinol (Benzen-1,3-diol) ve formaldehitin, bor kaynağı olarak borik asidin ve yapı yönlendirici ajan olarak üç bloklu kopolimer Pluronic F127'nin kullanıldığı üç bileşenli bir kendi kendine montaj yöntemi kullanılmıştır. Son sentezlenen malzeme üzerinde sıcaklığın (T = 17 °C – 77 °C, 20 °C'lik adımlarla) ve bor kaynağının başlangıç miktarının (w = %0,5 - %2,0, %0,5'lik adımlarla) etkisi araştırılmıştır. Sentezlenen malzemelerin DMK düzenliliğine sahip olduğunu gözlemlemek için geçirimli elektron mikroskobu (TEM) ve BET azot adsorpsiyon desorpsiyon yüzey alanı analiz yöntemleri kullanılmıştır. TEM görüntülerindeki düzenli yapı ve BET yüzey alanındaki yüksek değerler sentezlenen malzemenin DMK olduğunu göstermiştir. Bor içeriğinin analizi için endüktif olarak eşleştirilmiş plazma atomik emisyon spektroskopisi (ICP-OES) kullanılmıştır. Sentezlenen karbondaki bor içeriğinin sıcaklık ve bor kaynağı miktarı arttıkça arttığı gözlenmiştir. T = 37°C dışındaki tüm sıcaklıklar için, başlangıç bor kaynağı arttıkça karbondaki bor içeriğinin arttığı gözlemlenmiştir. Sentezlenen bor katkılı karbon malzemelerle oksijen indirgenme performansının incelenmesi için döngülü voltametri analizi yapılmıştır. Döngülü voltametri analizi, en iyi performansın (3,17 mA) ağırlıkça en yüksek bor içeriği (%0,287) ile 77 °C sıcaklık ve %2,0 bor kaynağı başlangıç miktarı için elde edildiğini göstermiştir. Bu sonuçlar bor katkılı DMK'nın mikrobiyal yakıt hücresi katodu katalizörü olarak kullanımı için umut verici bir alternatif olduğunu göstermektedir.
Anahtar Kelimeler : Bor katkılı düzenli mezo gözenekli karbon, DMK, Oksijen
indirgenme reaksiyonu, Tribloklu kopolimer