Yakıt pillerinde iletken polimerlerin anodik ve katodik katalizörler üzerine matriks etkisi
The matrix effect of conducting polymers on the anodic and catodic catalyst of fuel cells
Yazar: METİN DAĞDEVREN
Danışman: PROF.DR. FİGEN KADIRGAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Yakıt hücreleri = Fuel cells

Özet:
İletken polimerler, modifiye edilmek ya da platin-platin grubu metallerle matriks olarakkarıstırılmak suretiyle dogrudan ya da dolaylı olarak yakıt pillerinde katalizör olarakkullanılabilmektedir. Nitekim bu çalısmada, Pani, diger katalizörlerle mürekkephazırlanmak suretiyle karıstırılarak ölçümleri alınmıstır.Metanolün elektro-oksidasyonu yakıt pili çalısmalarında önemli bir yer tutmaktadır.Platin ve platin bazlı elektrotların metanol oksidasyonu ile ilgili birçok arastırmaliteratürde yerini almıstır. Reaksiyon, katalizör yüzeyine karsı oldukça hassastır. Zatenmetanolün oksidasyonunda ilk basamak, metanolün katalizör yüzeyine tutunmasıbasamagıdır. Metanolün yanma ürünü olan CO'in elektrot yüzeyine kuvvetli tutunması,zehirlenme dedigimiz aktif yüzey alanının azalmasına yol açmaktadır.Çalısmamız iki kısma ayrılmaktadır. Birinci kısımda metanolün çesitlikonsantrasyonlarda ve sıcaklıklarda oksidasyonu farklı elektrolitlerle incelenmistir.Farklı sıcaklık çalısarak, elektrot reaksiyonunun aktivasyon enerjisi hesaplanmıstır.Farklı konsantrasyonlarla ise reaksiyon mertebesi tayin edilmistir. Reaksiyon mertebesiPani-Pt-Pd katalizörü için 0,287 bulunmustur. Bu deger, katalizör kinetigininkonsantrasyonla uyumlu olmaktan ziyade absorpsiyon kinetigine yakın oldugunugösterir. kinci kısımda ise oda sıcaklıgında H2 ve H2-CO gazının yakıt olarakkullanıldıgı ölçümler alınmıs olup, burada sadece CO gazının elektrot zehirlenmesineetkisi incelenmistir.nceledigimiz Pani-Pt-Pd elektrodunun katalitik özellikler bakımından diger Pt ve Ptgrubu katalizörlere gore çok daha iyi sonuçlar verdigi görüldü. Pani-Pt-Pd elektroduCO zehirlenmesine karsı daha stabil olmakta, daha yüksek akım yogunluguna erismekteve düsük asırı potansiyellerde oksidasyon reaksiyonu vermektedir. Bunun sonucuolarak, hazırladıgımız elektrodun üzerinde bir takım iyilesmeler yapılmasına devametmek suretiyle çok daha iyi sonuçlar verecegi, yakıt pili arastırmalarındakullanabilecegimizi söylemek mümkündür.Anahtar Kelimeler: Metanol oksidasyonu, yakıt pilleri, polianilin

Abstract:
Some conducting polymers have been studied for their catalytic behavior towardselectrochemical reactions. Among this type of polymers, polyaniline has been studiedextensively as it is easy to synthesize by chemical and electrochemical routes, and it isstable under normal experimental conditions. The polymer is a conductor in its partiallyoxidized state, which occurs in the potential range where most organic fuels oxidize.The possibility of dispersing metallic particles inside the polymer to obtain anelectrocatalytically active Pani electrode is very attractive. In this respect, it has beenreported that modified Pani electrodes have catalytic properties for organic fueloxidation. The aim of the present work is to prepare a catalytic system using conductingpolyaniline as a matrix with platinum and platinum based electrodes to determine itscatalytic activity in the electro-oxidation of methanol.In the first part of the work, several electrodes (Pt-Pd, Pani-Pt-Pd, Pani, Pani-Pt) wereprepared. Methanol solvents in different concentration were prepared. The electrodes inmethanols solvents were investigated with concentration and temperature. In the secondpart of the work, electrodes were investigated in the supported electrolyte with H2 andH2-CO medium.The calculated reaction order is approximately 0,287. This value shows that the reactionrate of aniline based Pt-Pd electrode?s oxidation is not proportional to the concentrationand that adsorption may play a role under these conditions.As a result, it is possible to use polyaniline based electrodes for electro-oxidation ofmethanol.Keywords: Methanol oxidation, Polyaniline, Fuel Cells