Geri Dön

Platinum and Platinum-Ruthenium based catalysts on various carbon supports prepared by different methods for PEM fuel cell applications

PEM yakıt pili uygulamaları için çeşitli karbon destekler üzerine Platin ve Platin-Rutenyum bazlı katalizörlerin farklı yöntemlerle hazırlanması

PDF İndir

  1. Tez No: 177298
  2. Yazar: AYŞE BAYRAKÇEKEN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. LEMİ TÜRKER, PROF. DR. İNCİ EROĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Yakıt hücreleri, Fuel cells
  7. Yıl: 2008
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
  12. Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Proton exchange membrane fuel cells are one of the most promising hydrogen energy conversion devices for portable, mobile and stationary applications. For wide spread usage to produce electricity Pt loading has to be decreased by using highly active electrocatalysts. Even 10 ppm carbon monoxide or higher than 30% carbon dioxide cause performance losses via deactivation which can be diminished by using binary catalysts. The aim of this thesis is to develop new Pt based electrocatalysts with high catalytic activity and to overcome the problems due to the deactivation. Pt and PtRu based catalysts on different carbon supports have been prepared by supercritical carbondioxide (scCO2) deposition and microwave irradiation methods.By using scCO2 deposition Pt on Vulcan XC72R (VXR), multi wall carbon nanotube (MWCNT) and Black Pearl 2000 (BP2000) catalysts were prepared and characterized by XRD, TEM and cyclic voltammetry (CV). XRD results showed that in catalysts prepared by using scCO2 deposition method, theparticle sizes as low as 1-2 nm can be obtained. From the CV results the electrochemical surface areas obtained were Pt/VXR>Pt/MWCNT>BP2000. By means of the oxygen reduction reaction (ORR), the number of electrons transferred per oxygen molecule was calculated as 3.5, 3.6 and 3.7 for Pt/BP2000, Pt/VXR and Pt/MWCNT, respectively.The microwave irradiation was used to prepare Pt on VX, Regal and BP2000 and PtRu on VX. The effects of microwave duration, base concentration, carbon support used and surfactant/precursor ratios were investigated. The particle sizes of the catalysts were ranging between 2-6 nm. The prepared catalysts were characterized by XRD, XPS, and then PEMFC tests were performed. The performance was ordered as Pt/VX>Pt/Regal>Pt/BP2000. The power losses arising from CO2 in H2 feed were decreased by using prepared PtRu based catalysts.

Özet (Çeviri)

Proton değişim zarlı yakıt pilleri portatif, hareketli ve sabit uygulamalar için en uygun alternatif enerji dönüşüm araçları olarak görülmektedir. Yaygın kullanımları için Pt yükü azaltılmalıdır bu da daha aktif katalizörlerin kullanılmasını gerektirmektedir. Ortamdaki 10 ppm karbon monoksit veya %30?dan fazla karbon dioksit güç kayıplarına sebep olmaktadır, bu etki ikili katalizörler kullanılarak azaltılabilir. Bu tezin amacı yeni Pt bazlı yüksek katalitik aktiviteli ve deaktivasyona dayanıklı katalizörler geliştirmektir. Pt ve PtRu bazlı katalizörler farklı karbon destekler üzerine süperkritik karbon dioksit (scCO2) ve mikrodalga ısıtma yöntemleri kullanılarak hazırlanmıştır.scCO2 yöntemi kullanılarak Pt Vulcan XC72R (VXR), çok duvarlı karbon nanotüp ve Black Pearl 2000 (BP2000) destekleri üzerine hazırlanmış ve XRD, TEM ve döner disk elektrot ile karakterize edilmiştir. Bu yöntemle 1-2 nm boyutunda parçacıklar elde edilmiştir. Elektrokimyasal yüzey alanları Pt/VXR> Pt/MWCNT>Pt/BP2000 olarak bulunmuştur. Oksijen indirgenmereaksiyonundan oksijen molekülü başına transfer edilen electron sayıları Pt/BP2000, Pt/VXR ve Pt/MWCNT katalizörleri için sırasıyla 3.5, 3.6 ve 3.7 olarak bulunmuştur.Mikrodalga ısıtma yöntemi kullanılarak Pt VX, Regal ve BP2000 ve PtRu da VX karbon destekleri üzerine hazırlanmıştır. Mikrodalgada kalma süreleri, baz konsantrasyonu, farklı karbon destekler ve sürfaktan/metal sağlayıcı oranlarının etkileri araştırılmıştır. Elde edilen katalizörlerin partikül boyutlarının 2-6 nm arasında olduğu saptanmıştır. Hazırlanan katalizörler XRD, XPS ile karakterize edilmiş ve sonra yakıt pilinde denenmiştir. Hazırlanan katalizörlerin performanslarının Pt/VX>Pt/Regal>Pt/BP2000 olduğu gözlenmiştir. CO2 içeren H2 kullanıldığında meydana gelen güç kayıpları hazırlanan PtRu bazlı katalizörlerle azaltılmıştır.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    126667

    Poli(3-metiltiyofen) iletken polimerin üzerine dispers edilmiş platin esaslı katalizörler üzerinde metanol oksidasyonu

    Methanol oxidation on platinum-based catalysts dispersed on poly(3-methyl)thiophene conducting polymer

    SEVGİ KARTAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Analitik Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİGEN KADIRGAN

  2. Tez No

    215953

    Destruction of acetic acid by using catalytic wet air oxidation and sonication and comparison of the obtained results

    Asetik asitin katalitik ıslak hava ve ultrases ile oksidasyonunun karşılaştırmalı incelenmesi

    DOĞAN KARACAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Kimya MühendisliğiEge Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. GÖNÜL GÜNDÜZ

  3. Tez No

    167025

    Carbon supported and surfactant stabilized metal nanoparticle catalysts for direct methanol fuel cells

    Doğrudan metanol yakıt pilleri için karbon destekli ve sürfaktantla stabilize edilmiş metal nanokatalizörlerin hazırlanması ve analizi

    ÇAĞLAR ÇELİK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    KimyaOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÜLSÜN GÖKAĞAÇ

  4. Tez No

    166849

    Artifical photosynthesis: Dye assisted photocatalytic reduction of carbon dioxide over pure and platinum containing titania

    Suni fotosentez: Karbon dioksitin saf ve platin içeren titanya üzerinde boya yardımıyla fotokatalitik indirgenmesi

    ÖZLEM ÖZCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DENİZ ÜNER

    PROF. DR. ENGİN AKKAYA

  5. Tez No

    154584

    Polimer elektrolitli yalıt pillerinde karbon-platin-rutenyum kompozit elektrotun sentezi

    Synthesis of carbon-platinum-ruthenium composite electrode in polymer electrolyte fuel cells

    YÜCEL CEVİZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    Kimya MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. SEYFETTİN ERTURAN

Geri Dön