Polimer elektrolit membranlı yakıt pilleri için katot üretimi
Cathode production for polymer electrolyte membrane fuel cells
Yazar: DİDAR ESER
Danışman: PROF.DR. İ. SERVET TİMUR
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Üretim Metalurjisi ve Teknolojileri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Yakıt pilleri, temiz, çevreye zarar vermeyen ve yüksek verime sahip enerji dönüsümsistemleri olmaları sebebiyle alternatif enerji üretim yöntemleri arasında önemli biryere sahiptirler. Yakıttaki kimyasal enerjiyi herhangi bir dönüsüm gerekmeksizinelektrik enerjisine yüksek verimle dönüstürürler ve çevre kirliligine neden olmazlar.Katı oksitli yakıt pillerinde elektrot olarak pek çok oksit filmi (Ni-YSZ, Ni-GDC, LSM,(La, Sr)CoO3 gibi) kullanılabilir. Ayrıca bu elektrotlar sol-jel, PVD, katı hal sinterlemesi,serit döküm gibi birçok farklı üretim teknigiyle üretilebilirler. Buna ragmen, polimerelektrolit membranlı yakıt pillerinde elektrotlar sadece platin ve karbon ilesınırlandırılmıstır. Bu çalısmada hedef katı oksitli yakıt pillerinde kullanılan oksit tiplielektrotların polimer elektrolit membranlı yakıt pillerinde kullanılmak üzereüretilmesidir. Bu elektrotlar d-orbital metal iyonlarından (Co2+, Rh3+, Ag+)elektrokimyasal biriktirme yoluyla üretilmistir. Yüksek elektrokatalitik aktiviteye sahipolması beklenen bu metal oksit yapıların katodik yükleme altındaki davranıslarıincelenmistir. Anodik oksidasyon yöntemiyle elde edilen stokiometrik olmayan yapıdakikobalt oksit, rodyum oksit ve gümüs oksit kaplı elektrotların 0,1 M H2SO4 derisiminesahip çözeltide altlık metal kursundan daha elektronegatif katot polarizasyonudegerlerine sahip oldukları belirlenmistir.Anahtar Kelimeler: PEMYP, Katot, Anodik Oksidasyon

Abstract:
Fuel cells have an important place among alternative energy production methods sincethey produce clean, emission free energy with high efficiency. They convert chemicalenergy of fuels directly into electrical energy with high efficiency and without causingany air pollution. In solid oxide fuel cells many kinds of oxide films such as Ni-YSZ (Ni-Yttria stabilized zirconia), Ni-GDC (Ni- Gadolinium-doped ceria), LSM (Lanthanumstrontium manganite), (La,Sr)CoO3 and etc. can be used as electrodes of the system.Also, there is a variety in production methods of these electrodes such as sol-gel, tapecasting, solid-state reaction, PVD, etc. On the other hand, the electrodes of polymerelectrolyte membrane fuel cells are limited only with platinum and carbon. In this study,the aim is to try to produce and use suitable oxide-type electrodes, which are generallyused in SOFCs, in PEM fuel cells. The electrodes are produced by electrochemicaldeposition techniques, via the deposition of the oxide form of d-orbital type metal ions(Co2+, Rh3+, Ag+) from the electrolyte to the anode surface. These electrodes, aimed to behaving high electrocatalytic properties are tested under cathodic polarization. Resultsare compared with values obtained from substrate metal lead and platinum under sameconditions. It is obtained that nonstochiometric cobalt oxide, rhodium oxide and silveroxide electrodes deposited by anodic oxidation method have more electronegativecathode polarization values than the substrate metal lead in 0,1 M H2SO4 solution.Keywords: PEMFC, Cathode, Anodic Oxidation