Termal güce dayalı dalgalardan enerji eldesine yönelik ilk karbon nanotüp bazlı yakıt pillerinin tasarımı ve nanoteknolojik uygulamaları
The design of the first carbon nanotube based thermopower wave fuel cells to generate clean energy and their nanotechnological applications
Yazar: YUNUS YILDIZ
Danışman: DOÇ. DR. FATİH ŞEN
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Enerji = Energy

Özet:
Dünya üzerinde büyük bir oranla büyümeye devam eden teknolojik gelişmeler, artan nüfus, şehirleşme ve sanayileşme ile doğru orantılı olarak enerji ihtiyacı da gün geçtikçe hızlı bir şekilde artmaktadır. Bu doğrultuda yenilenebilir enerji kaynakları arasında sayılan yakıt pillerinin geliştirilmesi, verimliliğinin arttırılması, uzun süre kararlılık sağlaması adına her geçen gün yeni fikirler ortaya konmakta ve enerji üretimi adına başka boyutlarda birçok çalışmalar yapılmaktadır. Bu tez kapsamında ise yenilenebilir enerji kaynaklarının çeşitlendirilmesi göz önüne alınarak yeni nesil termal güce dayalı yakıt pillerinin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu yakıt pili sistemlerinde karbon nanotüp (KNT) gibi yüksek termal ve iletkenliğe sahip nano malzemelerin yardımıyla kimyasal enerjinin elektriksel enerjiye dönüşümü söz konusudur. Bu sistemde yüksek iletkenliğe sahip KNT ile yakıtın ekzotermik kimyasal reaksiyonunu bir araya getirme ve termal yayılım eğilimi mevcuttur. Nanotüp ve yakıt arasındaki bu ekzotermik termal transfer çok duvarlı karbon nanotüp (ÇDKNT) boyunca hızla ilerleyen bir termal dalga ortaya çıkartmaktadır. Bu dalga çok yüksek hızlarda (yaklaşık 4 m/s) olup nanotüp boyunca elektriksel bir potansiyel ortaya koymaktadır ki elektriksel güç olarak düşünüldüğünde bu pulslar 0,25 mW'a kadar ulaşılmıştır. Elektriksel iletkenliğe sahip ÇDKNT destek olarak kullanılmış olup, Pt(0) nanomalzemesi ÇDKNT yüzeyinde damlat-kurut yöntemi ile biriktirilmiştir. Tek dağılımlı Pt(0)@ÇDKNT nanotaneciklerin oluşumu X-Işını Kırınımı (XRD), X-Işını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS), Raman Spektroskopisi (RS), Transmisyon Elektron Mikroskobu (TEM), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ile karakterize edilerek tespit edilmiştir. 
Anahtar Kelimeler: Termal Güce Dayalı Yakıt Pili (TGYP), Nanokatalizör, Platin Nanopartiküller.

Abstract:
Fuel cells differ from batteries in that they consume reactant, which must be replenished, while batteries store electrical energy chemically in a closed system. Additionally, while the electrodes within a battery react and change as a battery is charged or discharged, a fuel cell's electrodes are catalytic and relatively stable. The problem is just to need a catalyst, that is consist of expensive noble metals, for the activation of fuel cells. However, if the amount of expensive noble metals used for fuel cells have been decreased then it can be easily operated in daily life with long-term stability. For this purpose, addressed herein, multi-wall carbon nanotube (MWCNT) which is chemically resistant and electrically conductive have been used for monodisperse Pt(0)@MWCNT as a support materials. The fuel cell system consisting of high thermal and electrical conductivity like carbon nanotubes (CNT) converts chemical energy to electrical energy by the help of prepared material. These systems bring together high conductivity of CNT with the exothermic chemical reactions of the fuel and there is a tendency thermal desorption. For this reaction, exothermic thermal transfer is moving forward rapidly during a thermal wave between the fuel and multi-walled carbon nanotubes (MWCNT). These waves are at very high speeds (around 4 m/s) and are considered as an electrical potential that reveals nanotube electrical power during the pulse which can be reached up to 0.25 mW. The prepared catalyst used for the thermal wave has been synthesized by easy and reproducible double solvent reduction method at room temperature. Monodisperse Pt(0)@MWCNT formation have been confirmed by X-Ray Diffraction (XRD), X-Ray Photoelectron Microscopy (XPS), Transmission Electron Microscope (TEM), Raman Spectroscopy (RS), Atomic Force Microscopy (AFM) and Scanning Electron Microscopy (SEM). 
Keywords: Thermopower Wave Fuel Cell (TGYP), Nanocatalyst, Platinum Nanoparticles