Araştırma Makalesi

POLİMER ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) YAKIT PİLLERİ İÇİN İNDİRGENMİŞ GRAFEN OKSİT - KARBON NANOFİBER HİBRİT DESTEKLİ PLATİN ELEKTROKATALİZÖRLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ

Cilt: 26 Sayı: 2 31 Ağustos 2021
PDF İndir
TR EN

POLİMER ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) YAKIT PİLLERİ İÇİN İNDİRGENMİŞ GRAFEN OKSİT - KARBON NANOFİBER HİBRİT DESTEKLİ PLATİN ELEKTROKATALİZÖRLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ

Öz

Polimer elektrolit membranlı (PEM) yakıt pillerinde elektrot yapısında kullanılan elektrokatalizörün verimliliğinin artırılması, maliyetinin düşürülmesi ve ticarileşmesi açısından oldukça önemlidir. Son
yıllarda, ticari olarak kullanılan karbon siyahı destekli platin (Pt/C) elektrokatalizörün aktivite ve performans gibi dezavantajlarından dolayı yeni nesil elektrokatalizörlerin kullanımı oldukça dikkat
çekmektedir. Bu sebeple, bu çalışmada indirgenmiş grafen oksit (rGO) ve karbon nanofiber (KNF) esaslı hibrit karbon yapısı katalizör destek malzemesi olarak kullanılmıştır ve bu destekler üzerine Pt nanoparçacıkları sentezlenmiştir. KNF ve rGO/KNF destekli Pt elektrokatalizörlerin (Pt/KNF ve Pt/rGOKNF) sentezi için basit, çevre dostu ve düşük maliyetli bir teknik olan mikrodalga destekli (MW) sentez tekniği kullanılmıştır. Mikrodalga tekniği ile sentez sayesinde tek basamakta, hızlı ve verimli bir sentez geliştirilmiştir. Sentezlenen elektrokatalizörün fiziksel karakterizasyonu için X-ışını difraktometresi (XRD), RAMAN spektroskopisi ve geçirimli elektron mikroskopisi (TEM) teknikleri kullanılmıştır. Elektrokimyasal aktivite analizi için döngüsel voltametri (CV) ve doğrusal taramalı voltametri (LSV) tekniği kullanılmıştır. Bunun dışında, yakıt pili içinde performans testleri gerçekleştirilmiştir. Pt/rGOKNF Pt/KNF ile kıyaslandığında daha yüksek katalitik aktivite ve yakıt pili performansı (maksimum güç yoğunluğu: 447 mW.cm-2) göstermiştir. Elde edilen sonuçlar, Pt/rGO-KNF hibrit katalizörlerin oldukça umut vaat eden PEM yakıt pili elektrot malzemeleri olduğunu göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Acres, G.J.K. (2001) Recent advances in fuel cell technology and its applications, Journal of Power Sources, 100, 60–66. doi: 10.1016/S0378-7753(01)00883-7
  2. Álvarez, G., Alcaide, F., Cabot, P.L., Lázaro, M.J., Pastor, E., Solla‐Gullón, J. (2012) Electrochemical performance of low temperature PEMFC with surface tailored carbon nanofibers as catalyst support, International Journal of Hydrogen Energy, 37, 393‐404. doi:10.1016/j.ijhydene.2011.09.055
  3. Andersen, S.M., Borghei, M., Lund, P., ve diğ. (2013) Durability of carbon nanofiber (CNF) & carbon nanotube (CNT) as catalyst support for Proton Exchange Membrane Fuel Cells, Solid State Ionics, 23, 94‐101. doi: 10.1016/j.ssi.2012.11.020
  4. Arici, E., Kaplan, B. Y., Mert, A. M., Gursel, S. A., & Kinayyigit, S. (2019) An effective electrocatalyst based on platinum nanoparticles supported with graphene nanoplatelets and carbon black hybrid for PEM fuel cells, International Journal of Hydrogen Energy, 44(27), 14175-14183.
  5. Daş, E., Gürsel, S.A., Şanlı, L.I., Yurtcan, A.B. (2017) Thermodynamically controlled Pt deposition over graphene nanoplatelets: effect of Pt loading on PEM fuel cell performance. International Journal of Hydrogen Energy, 42, 19246‐19256. doi: 10.1016/j.ijhydene.2018.11.210
  6. Daş, E., Kaplan, B. Y., Gürsel, S. A., ve Yurtcan, A. B. (2019) Graphene nanoplatelets-carbon black hybrids as an efficient catalyst support for Pt nanoparticles for polymer electrolyte membrane fuel cells, Renewable Energy, 139, 1099-1110. doi:10.1016/j.renene.2019.02.137
  7. Figueiredo, J.L. ve Pereira, M.F.R. (2013) Synthesis and functionalization of carbon xerogels to be used as supports for fuel cell catalysts, Journal of Energy Chemistry, 22, 195‐201. doi: 10.1016/S2095-4956(13)60025-X
  8. Gasteiger, H. A., Kocha, S. S., Sompalli, B., ve Wagner, F. T. (2005) Activity benchmarks and requirements for Pt, Pt-alloy, and non-Pt oxygen reduction catalysts for PEMFCs, Applied Catalysis B: Environmental, 56(1-2), 9-35. doi: 10.1016/j.apcatb.2004.06.021

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Enerji Sistemleri Mühendisliği (Diğer)

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

31 Ağustos 2021

Gönderilme Tarihi

4 Eylül 2020

Kabul Tarihi

24 Mayıs 2021

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2021 Cilt: 26 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA
Yarar Kaplan, B. (2021). POLİMER ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) YAKIT PİLLERİ İÇİN İNDİRGENMİŞ GRAFEN OKSİT - KARBON NANOFİBER HİBRİT DESTEKLİ PLATİN ELEKTROKATALİZÖRLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 26(2), 365-378. https://doi.org/10.17482/uumfd.790349
AMA
1.Yarar Kaplan B. POLİMER ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) YAKIT PİLLERİ İÇİN İNDİRGENMİŞ GRAFEN OKSİT - KARBON NANOFİBER HİBRİT DESTEKLİ PLATİN ELEKTROKATALİZÖRLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ. UUJFE. 2021;26(2):365-378. doi:10.17482/uumfd.790349
Chicago
Yarar Kaplan, Begüm. 2021. “POLİMER ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) YAKIT PİLLERİ İÇİN İNDİRGENMİŞ GRAFEN OKSİT - KARBON NANOFİBER HİBRİT DESTEKLİ PLATİN ELEKTROKATALİZÖRLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 26 (2): 365-78. https://doi.org/10.17482/uumfd.790349.
EndNote
Yarar Kaplan B (01 Ağustos 2021) POLİMER ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) YAKIT PİLLERİ İÇİN İNDİRGENMİŞ GRAFEN OKSİT - KARBON NANOFİBER HİBRİT DESTEKLİ PLATİN ELEKTROKATALİZÖRLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 26 2 365–378.
IEEE
[1]B. Yarar Kaplan, “POLİMER ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) YAKIT PİLLERİ İÇİN İNDİRGENMİŞ GRAFEN OKSİT - KARBON NANOFİBER HİBRİT DESTEKLİ PLATİN ELEKTROKATALİZÖRLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ”, UUJFE, c. 26, sy 2, ss. 365–378, Ağu. 2021, doi: 10.17482/uumfd.790349.
ISNAD
Yarar Kaplan, Begüm. “POLİMER ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) YAKIT PİLLERİ İÇİN İNDİRGENMİŞ GRAFEN OKSİT - KARBON NANOFİBER HİBRİT DESTEKLİ PLATİN ELEKTROKATALİZÖRLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 26/2 (01 Ağustos 2021): 365-378. https://doi.org/10.17482/uumfd.790349.
JAMA
1.Yarar Kaplan B. POLİMER ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) YAKIT PİLLERİ İÇİN İNDİRGENMİŞ GRAFEN OKSİT - KARBON NANOFİBER HİBRİT DESTEKLİ PLATİN ELEKTROKATALİZÖRLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ. UUJFE. 2021;26:365–378.
MLA
Yarar Kaplan, Begüm. “POLİMER ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) YAKIT PİLLERİ İÇİN İNDİRGENMİŞ GRAFEN OKSİT - KARBON NANOFİBER HİBRİT DESTEKLİ PLATİN ELEKTROKATALİZÖRLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c. 26, sy 2, Ağustos 2021, ss. 365-78, doi:10.17482/uumfd.790349.
Vancouver
1.Begüm Yarar Kaplan. POLİMER ELEKTROLİT MEMBRANLI (PEM) YAKIT PİLLERİ İÇİN İNDİRGENMİŞ GRAFEN OKSİT - KARBON NANOFİBER HİBRİT DESTEKLİ PLATİN ELEKTROKATALİZÖRLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ. UUJFE. 01 Ağustos 2021;26(2):365-78. doi:10.17482/uumfd.790349

DUYURU:

30.03.2021- Nisan 2021 (26/1) sayımızdan itibaren TR-Dizin yeni kuralları gereği, dergimizde basılacak makalelerde, ilk gönderim aşamasında Telif Hakkı Formu yanısıra, Çıkar Çatışması Bildirim Formu ve Yazar Katkısı Bildirim Formu da tüm yazarlarca imzalanarak gönderilmelidir. Yayınlanacak makalelerde de makale metni içinde "Çıkar Çatışması" ve "Yazar Katkısı" bölümleri yer alacaktır. İlk gönderim aşamasında doldurulması gereken yeni formlara "Yazım Kuralları" ve "Makale Gönderim Süreci" sayfalarımızdan ulaşılabilir. (Değerlendirme süreci bu tarihten önce tamamlanıp basımı bekleyen makalelerin yanısıra değerlendirme süreci devam eden makaleler için, yazarlar tarafından ilgili formlar doldurularak sisteme yüklenmelidir).  Makale şablonları da, bu değişiklik doğrultusunda güncellenmiştir. Tüm yazarlarımıza önemle duyurulur.

Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa. Tel: (224) 294 1907, Faks: (224) 294 1903, e-posta: mmfd@uludag.edu.tr