Kurşun dioksit'in karbon esaslı elektrotlar üzerine kurşun (II) çözeltileri içinde elektrokimyasal biriktirilmesi
Electrochemical deposition of lead dioxide on carbon-based electrodes in lead (II) solutions
Yazar: AHMET ALTINAY
Danışman: PROF. DR. KADİR PEKMEZ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Enerji = Energy ; Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada kurşun dioksit, çözünür kurşun asit redoks akış bataryasının anot malzemesi olarak, metansülfonik asit, perklorik asit ve floroborik asit varlığında su ve su/asetonitril çözeltilerinde Platin, Camsı Karbon, Grafit ve Karbon Keçe elektrotlar üzerine elektrokimyasal olarak sentezlendi. Elektrokimyasal olarak biriktirilen PbO2 kaplamalar, dönüşümlü voltametri, , elektrokimyasal empedans spektroskopisi, SEM-EDX ve XRD yöntemleriyle karakterize edildi. PbO2 kaplamaların şarj/deşarj özellikleri kronopotansiyometri yöntemiyle galvanostatik şarj/deşarj testiyle incelendi. Metansülfonik asit (MSA), perklorik asit ve floroborik asitleri ile bunların kurşun bileşiklerini içeren çözeltilerinde PbO2 biriktirilerek iyon etkilerinin şarj ve deşarj kapasitelerine etkileri incelendi. Sonuç olarak MSA ve kurşun metansülfonat varlığında %50 su/asetonitril ortamında özellikle Karbon Keçe elektrot yüzeyinde PbO2'nin şarj ve deşarj özelliğini iyileştirdiği ve elde edilen PbO2 kaplamalarının SEM fotoğrafları ve XRD verilerine göre Grafit P elektrot üzerine biriktirilen kristalin PbO2 yapısının α ve β-PbO2'den oluştuğu belirlenip, Grafit ve Karbon Keçe elektrotların çözünür kurşun asitli bataryalarda; su ve su/asetonitril karışımlarında kullanılabilir olduğu gösterildi. 
Anahtar Kelimeler: Kurşun dioksit, metansülfonik asit, asetonitril, elektrokimyasal biriktirme, şarj/deşarj, çözünür kurşun asit redoks akış bataryası

Abstract:
In this study, lead dioxide (PbO2) films, as anode materials of soluble lead acid redox flow batteries, were electrochemically deposited on Pt, Glassy Carbon, Grafite and Carbon Felt electrodes in the presence of methanesulfonic acid, perchloric acid and fluoroboric acid in aqueouse and various mixtures of water/acetonitrile solutions. Electrochemically deposited PbO2 films were characterized by cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, SEM-EDX and XRD methods. Charge/discharge characteristics of PbO2 films were examined by galvanostatic charge/discharge tests via chronopotentiometric techniques. After PbO2 were electrochemically deposited, the ion effect on charge/discharge capacities were investigated.
In conclusion, in the presence of methane sulfonic acid and lead methanesulfate in %50 of water/acetonitrile media, charge/discharge capacity of electrodes, especially Carbon Felt electrodes, were improved. Considering SEM photos and XRD data of obtained PbO2 films, the structure of  PbO2 crystals was in form of α and β-PbO2 on Grafite electrodes. Grafite and Carbon Felt electrodes can be used in soluble lead redox flow batteries in aqueouse and water/acetonitrile solutions.
Keywords: Lead dioxide, methanesulfonic acid, acetonitrile, electrochemical deposition, charge/discharge, soluble lead redox flow battery