Proton değişimli membranlarda kullanılmak üzere nanoboyutlu platin elektrot eldesi
Production of nano sized platinum electrode to use in to use in proton exchange membranes
Yazar: TUNA EMİR
Danışman: PROF. DR. SEYFETTİN ERTURAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Yakıt hücreleri = Fuel cells

Özet:
Yakıt hücresi, yakıt ve oksitleyicinin kimyasal enerjisini elektrik ve ısı formunda enerjiye çeviren sistemdir. Yakıt hücreleri, emisyonlarının düşük olması, gürültü kirliliğine neden olmamaları ve hareketli parça içermemeleri gibi avantajlara sahiptir. Yakıt hücrelerinde karşılaşılan en büyük sorun katalizörde kullanılan platinin etkin bir şekilde kullanılamamasıdır ve bu durum maliyeti arttırmaktadır. Bu amaç doğrultusunda katalizör yüzeyinde platinin daha iyi dağılması ve daha küçük boyutlu platin eldesi için karbon destek materyaller kullanılmaktadır. Böylece daha fazla elektrik üretimi hedeflenmektedir.Bu tez çalışmasında platinin katalitik etkisini arttırmak amacıyla daha küçük boyutlu ve daha iyi dağılımlı platin partiküllerinin elde edilmesi araştırılmıştır. Bunun için iki indirgeme yöntemi seçilmiştir. Birinci yöntemde hidrazin ile indirgeme yapılmış ve indirgenen partiküller etüvde 100 ºC'de ve kül fırınında 800 ºC'de olmak üzere iki ayrı şekilde kurutulmuştur. İkinci yöntemde ise hidrojen gazı ile indirgeme yapılmış ve partiküller sadece etüvde 100 ºC'de kurutulmuştur. Kurutma sonrasında partiküllerin yapısı, boyut büyüklüğü ve dağılımın incelenmesi için FTIR spektrumları ve SEM mikroskobu görüntüleri alınmıştır. Yapılan analizlerin sonucunda en iyi dağılıma sahip ve en küçük boyutlu platin partiküllerinin hidrojen gazı kullanılarak yapılan indirgeme işlemi ile sentezlendiği anlaşılmıştır.

Abstract:
Fuel cell is the system which converts fuel and oxidant?s chemical energy to electrical and thermal energy. Fuel cells have advantages such as producing low emissions, not causing the noise pollution and not including moving parts. The biggest problem of the fuel cell is platinum cannot be used efficiently enough as catalyst and this situation increases the cost. For this aim carbon supporting materials are applied to obtain better platinum dispersion on catalyst surface and smaller platinum particles. Thus, more electric production is aimed.In this study, the synthesis of smaller sized platinum particles and higher dispersion of particles was researched in order to increase the catalytic efficiency of platinum. For this aim, two reduction methods were chosen. In the first method particles were reduced by hydrazine and dried at 100 ºC temperature in the drying oven or dried at 800 ºC temperature in the ash oven as two different drying ways. In the second method particles were reduced by hydrogen gas and dried at 100 ºC temperature in the drying oven. After drying, the FTIR spectrums and SEM photographs of particles were taken in order to analyse the structure, particle size and dispersion level. As a result, after analyses it is appeared that platinum particles which have the best dispersion level and the best particle size were synthesized by reduction method with hydrogen gas.