Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı

Doğrudan Metanol Yakıt PillerindeKullanılacak Yeni Katalizörlerin Hazırlanması ve Tanımlanması

Yakıt hücreleri, metanolün oksidasyonu ve oksijenin indirgenmesi reaksiyonuyla kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren sistemlerdir.

Bu çalışmada, doğrudan metanol yakıt hücreleri (DMYH) için anot tarafında kullanılacak PtCo/C, PtNi/C, PtV/C ve PtCoNi/C katalizörleri poliol ve hidrazin ile indirgeme yöntemiyle hazırlanmıştır.

Katalizörlerin metanolün oksidasyonundaki karşı performansı asidik ortamda ve oda sıcaklığında denenmiş ve Pt/C katalizörü ile karşılaştırılmıştır. Elektrokimyasal ölçümler siklik voltametre, doğrusal taramalı voltametre ve kronoamperometre ile yapılmıştır. Hidrazin ile indirgeme sonucu hazırlanan PtNi/C katalizör ve poliol yöntemle 1,2 propandiol kullanılarak hazırlanan PtCo/C katalizör, metanol oksidasyonu reaksiyonunda daha yüksek aktivite göstermiştir.

Katalizörlerin yapı ve morfoloji tayini X-ışını diffraktometresi cihazında gerçekleştirilmiştir. Bütün X-ışını kırınım desenlerinde (1 1 1), (2 0 0), (2 2 0) ve (3 1 1) (hkl) konumlarında kübik kristalin yapısındaki platine ait dört karakteristik pik gözlenmiştir. Katalizörlerin kristalit boyutları Scherrer denklemi ile hesaplanmıştır. XRD kırınım desenlerinde kobalt, nikel veya vanadyuma ait piklere rastlanmamıştır. Bu durum çok düşük miktarlarda ve amorf yapıda ortamda bulunmalarına bağlanabilir.

Anot tarafı için, hazırlanan dört katalizör kullanılarak gaz difüzyon tabakaları oluşturulmuştur. Yakıt hücresinin katot tarafı için ise ticari Pt/C katalizör kullanılmıştır. Katalizör tabakalarının yüzeyi taramalı elektron mikroskobunda (SEM) analiz edilmiştir. SEM-EDS analizi ile, katalizörün karbon kağıdı üzerinde yaklaşık uniform olarak dağıldığı anlaşılmıştır. Literatürdeki SEM görüntüleri ile bu çalışmadaki görüntüler karşılaştırıldığında benzer görüntüler elde edilmiştir.

Anot ve katot için hazırlanan gaz difüzyon tabakaları ile membran elektrot assemblisi (MEA) oluşturulmuş ve DMYH test ünitesinde analizi yapılmıştır. Oluşturulan performans eğrisinde anot tarafında PtNi/C H1-E.G katalizörün kullanıldığı MEA daha yüksek akım yoğunluğuna ve maksimum güce ulaşmıştır.