Doğrudan borhidrür yakıt hücre katalizörlerinin geliştirilmesi

Abstract

Artan dünya nüfusu ile birlikte enerji tüketimi de gün geçtikçe hızla artmaktadır. Fosil yakıt kullanımının çevreye verdiği zarar büyük bir sorun olarak görülmektedir. Bu sorunların çoğu temiz ve yenilenebilir enerji kaynakları kullanılarak hafifletilebilir. Temiz bir enerji kaynağı olarak hidrojen, en uygun alternatif enerji kaynaklarından biridir. Hidrojen yakıt hücreleri, etkili enerji üretiminde başarılıdır. Yakıt olarak borhidrür kullanan yakıt pilleri, yüksek potansiyel ve güç yoğunluğu nedeniyle tercih edilmektedir. Bu yüksek lisans tez çalışmasında, doğrudan sodyum borhidrür yakıt hücrelerinde kullanılmak üzere karbon nanotüp (CNT) destekli Pt temelli bimetalik ve monometalik katalizörler NaBH4 indirgeme yöntemi ile sentezlenmiştir. Farklı mol oranlarında sentezlenen bimetalik PtAu (50:50)/CNT, PtAu (70:30)/CNT, PtAu (90:10)/CNT ve PtCu (70:30)/CNT, PtIr (70:30)/CNT, Au/CNT, Cu/CNT, Pt/CNT, Ir/CNT katalizörlerinin borhidrür elektroyükseltgenme reaksiyonu için aktiviteleri voltametri, kronoamperometri ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi yöntemleri ile incelenmiştir. PtCu (70:30)/CNT bimetalik katalizörü borhidrür yükseltgenme reaksiyonu için daha yüksek aktivite göstermiştir.

With the increasing world population, energy consumption is increasing day by day. The damage caused by the use of fossil fuels to the environment is seen as a major problem. Many of these problems can be alleviated by using clean and renewable energy sources. As a clean energy source, hydrogen is one of the most suitable alternative energy sources. Hydrogen fuel cells are successful in producing efficient energy. Fuel cells using borohydride as fuel are preferred because of their high potential and power density In this master thesis, carbon nanotube (CNT) supported Pt-based bimetallic and monometallic catalysts were synthesized by NaBH4 reduction method to be used directly in sodium borohydride fuel cells. The activities of bimetallic PtAu (50:50)/CNT, PtAu (70:30)/CNT, PtAu (90:10)/CNT and PtCu (70:30)/CNT, PtIr (70:30)/CNT, Au/CNT, Cu/CNT, Pt/CNT, Ir/CNT catalysts synthesized in different mole ratios for the borohydride (BH4-) electrooxidation reaction were investigated by voltammetry, chronoamperometry and electrochemical impedance spectroscopy methods. PtCu (70:30)/CNT bimetallic catalyst showed higher activity for borohydride oxidation reaction.