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

Abstract

Polimer elektrolit membranlı (PEM) yakıt pillerinde elektrot yapısında kullanılan elektrokatalizörün verimliliğinin artırılması, maliyetinin düşürülmesi ve ticarileşmesi açısından oldukça önemlidir. Sonyıllarda, ticari olarak kullanılan karbon siyahı destekli platin (Pt/C) elektrokatalizörün aktivite ve performans gibi dezavantajlarından dolayı yeni nesil elektrokatalizörlerin kullanımı oldukça dikkatçekmektedir. 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.

Keywords

• karbon nanolifler
• grafen
• elektrokatalizör
• pem yakıt pilleri
• carbon nanofibers
• graphene
• electrocatalyst
• pem fuel cells