DOĞRUDAN METANOLLÜ YAKIT HÜCRELERİ İÇİN TiO2 DESTEKLİ ANOT GELİŞTİRİLMESİ

Metanollü yakıt hücreleri için yüksek sıralı ve kaliteli TiO2 nano-tüpler (TiO2-NTs) katalizör desteği olarak hazırlanmıştır. Sıralı TiO2-NTs hazırlandıktan sonra yüzeyine küçük miktarlarda nikel (Ni) nanotanecikleri (TiO2-NTs-Ni) elektrokimyasal olarak çöktürülmüştür. Bu şekilde hazırlanan anot katalizörlerinin yüzey ve kristal yapısı sırasıyla taramalı elektron mikroskobu (SEM), dönüşümlü voltametri (CV) ve X-ışını kırınımı (XRD) ile karakterize edilmiştir. Hazırlanan TiO2-NTs-Ni anot katalizörlerinin metanol oksidasyonu için katalitik aktiviteleri 1 M KOH içeren 1 M Metanol çözeltisinde CV ve zamanla kararlılıkları ve dayanıklıkları kronoamperometri (CA) tekniği ile araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre TiO2-NTs metanollü ortamda aktivite göstermemiş bununla beraber yüzeyi az miktarda Ni ile kaplanması metanol oksidasyonunu arttırmıştır. Katalizör yüzeyindeki Ni miktarı arttıkça oksidasyon hızı artmaktadır. CV tarama hızı arttıkça oksidasyon pik akımlarında artış gözlemlenmiştir. CA sonuçlarına göre hazırlanan katalizörler bir saat boyunca çalışılan ortamda kararlı ve dayanıklı yapı sergilemiştir. Hazırlanan TiO2-NTs-Ni metanollü yakıt hücreleri için etkin bir anot katalizörü olarak kullanılabilir.      

___

  • 1. Singh, G. K. (2013) Solar power generation by PV (photovoltaic) technology: A review, Energy, 53, 1-13. doi:10.1016/j.energy.2013.02.057
  • 2. Lee, H., Hong, M., Bae, S., Lee, H., Park, E., Kim, K. (2003) A novel approach to preparing nano-size Co3O4-coated Ni powder by the Pechini method for MCFC cathodes, Journal of Materials Chemistry, 13(10), 2626-2632. doi:10.1039/B303980C
  • 3. Ahmad, F., Sheha, E. (2013) Preparation and physical properties of (PVA) 0.7 (NaBr) 0.3 (H3PO4)xM solid acid membrane for phosphoric acid–Fuel cells, Journal of advanced research, 4(2), 155-161. doi:10.1016/j.jare.2012.05.001
  • 4. Pinar, F. J., Cañizares, P., Rodrigo, M. A., Ubeda, D., Lobato, J. (2012) Titanium composite PBI-based membranes for high temperature polymer electrolyte membrane fuel cells, Effect on titanium dioxide amount. RSC Advances, 2(4), 1547-1556. doi: 10.1039/C1RA01084K
  • 5. Chen, M., Lou, B., Ni, Z., Xu, B. (2015) PtCo nanoparticles supported on expanded graphite as electrocatalyst for direct methanol fuel cell, Electrochimica Acta, 165, 105-109. doi:10.1016/j.electacta.2015.03.007
  • 6. Wasmus, S., Küver, A. (1999) Methanol oxidation and direct methanol fuel cells: a selective review1, Journal of Electroanalytical Chemistry, 461(1-2), 14-31. doi:10.1016/S0022-0728(98)00197-1
  • 7. Pu, L., Zhang, H., Yuan, T., Zou, Z., Zou, L., Li, X. M., Yang, H. (2015) High performance platinum nanorod assemblies based double-layered cathode for passive direct methanol fuel cells, Journal of Power Sources, 276, 95-101. doi:10.1016/j.jpowsour.2014.11.100
  • 8. Antolini, E., Lopes, T. R. V. P., Gonzalez, E. R. (2008) An overview of platinum-based catalysts as methanol-resistant oxygen reduction materials for direct methanol fuel cells, Journal of Alloys and Compounds, 461(1-2), 253-262. doi:10.1016/j.jallcom.2007.06.077
  • 9. Ferrin, P., Nilekar, A. U., Greeley, J., Mavrikakis, M., Rossmeisl, J. (2008) Reactivity descriptors for direct methanol fuel cell anode catalysts, Surface Science, 602(21), 3424-3431. doi:10.1016/j.susc.2008.08.011
  • 10. Telli, E., Döner, A., Kardaş, G. (2013) Electrocatalytic oxidation of methanol on Ru deposited NiZn catalyst at graphite in alkaline medium, Electrochimica Acta, 107, 216-224. doi:10.1016/j.electacta.2013.05.113
  • 11. Solmaz, R. (2017) Gold‐supported activated NiZn coatings: hydrogen evolution and corrosion studies, International Journal of Energy Research, 41(10), 1452-1459. doi:10.1002/er.3724
  • 12. Danaee, I., Jafarian, M., Forouzandeh, F., Gobal, F., Mahjani, M. G. (2008) Electrocatalytic oxidation of methanol on Ni and NiCu alloy modified glassy carbon electrode, International Journal of Hydrogen Energy, 33(16), 4367-4376. doi:10.1016/j.ijhydene.2008.05.075
  • 13. Mao, Y. H., Chen, C. Y., Fu, J. X., Lai, T. Y., Lu, F. H., Tsai, Y. C. (2018) Electrodeposition of nickel copper on titanium nitride for methanol electrooxidation, Surface and Coatings Technology, 350, 949-953. doi:10.1016/j.surfcoat.2018.03.048
  • 14. Telli, E., Solmaz, R., Kardaş, G. (2011). Electrocatalytic oxidation of methanol on Pt/NiZn electrode in alkaline medium, Russian Journal of Electrochemistry, 47(7), 811-818. doi:10.1134/S1023193511070135
  • 15. Liang, R., Hu, A., Persic, J., Zhou, Y. N. (2013) Palladium nanoparticles loaded on carbon modified TiO2 nanobelts for enhanced methanol electrooxidation, Nano-Micro Letters, 5(3), 202-212. doi:10.1007/BF03353751
  • 16. Wang, R., Hashimoto, K., Fujishima, A., Chikuni, M., Kojima, E., Kitamura, A., Watanabe, T. (1997) Light-induced amphiphilic surfaces, Nature, 388(6641), 431. doi:10.1038/41233
  • 17. Sun, T., Liu, E., Fan, J., Hu, X., Wu, F., Hou, W., Kang, L. (2013) High photocatalytic activity of hydrogen production from water over Fe doped and Ag deposited anatase TiO2 catalyst synthesized by solvothermal method, Chemical engineering journal, 228, 896-906. doi:10.1016/j.cej.2013.04.065
  • 18. Cheng, C., Ren, W., Zhang, H. (2014) 3D TiO2/SnO2 hierarchically branched nanowires on transparent FTO substrate as photoanode for efficient water splitting, Nano Energy, 5, 132-138. doi:10.1016/j.nanoen.2014.03.002
  • 19. Baran, E., Yazıcı, B. (2016) Effect of different nano-structured Ag doped TiO2-NTs fabricated by electrodeposition on the electrocatalytic hydrogen production, International Journal of Hydrogen Energy, 41(4), 2498-2511. doi:10.1016/j.ijhydene.2015.12.028
  • 20. Radecka, M., Wnuk, A., Trenczek-Zajac, A., Schneider, K., Zakrzewska, K. (2015) TiO2/SnO2 nanotubes for hydrogen generation by photoelectrochemical water splitting, International Journal of Hydrogen Energy, 40(1), 841-851. doi:10.1016/j.ijhydene.2014.09.154
  • 21. Trino, L. D., Bronze-Uhle, E. S., George, A., Mathew, M. T., Lisboa-Filho, P. N. (2018) Surface Physicochemical and Structural Analysis of Functionalized Titanium Dioxide Films, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 546, 168-178. doi:10.1016/j.colsurfa.2018.03.019
  • 22. Huang, J., Ding, L., Xi, Y., Shi, L., Su, G., Gao, R., Cao, L. (2018) Efficient silver modification of TiO2 nanotubes with enhanced photocatalytic activity, Solid State Sciences, 80, 116-122. doi:10.1016/j.solidstatesciences.2018.03.011
  • 23. Şahin, E. A., Doğru, Mert, B., Toprak, Döşlü, S., Kardaş, G. Yazıcı, B. (2012) Investigation of the hydrogen evolution on Ni deposited titanium oxide nano tubes, International Journal of Hydrogen Energy, 37, 4367-4376. doi:10.1016/j.ijhydene.2012.05.059
  • 24. Zhu, Y., Li, H., Koltypin, Y., Hacohen, Y. R., Gedanken, A. (2001) Sonochemical synthesis of titania whiskers and nanotubes, Chemical communications, (24), 2616-2617. doi:10.1039/B108968B
  • 25. Baran, E., Yazıcı, B. (2015) Fabrication of TiO2-NTs and TiO2-NTs covered honeycomb lattice and investigation of carrier densities in I−/I3− electrolyte by electrochemical impedance spectroscopy, Applied Surface Science, 357, 2206–2216. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.09.212
  • 26. Yasuda, K., Schmuki, P. (2007) Control of morphology and composition of self-organized zirconium titanate nanotubes formed in (NH4)2SO4/NH4F electrolytes. Electrochimica Acta, 52, 4053-4061. doi:10.1016/j.electacta.2006.11.023
  • 27. He, H., Xiao, P., Zhou, M., Zhang, Y., Lou, Q., Dong, X. (2012) Boosting catalytic activity with a p–n junction: Ni/TiO2 nanotube arrays composite catalyst for methanol oxidation, International Journal of Hydrogen Energy, 37(6), 4967-4973. doi:10.1016/j.ijhydene.2011.12.107
  • 28. Cheshideh, H., Nasirpouri, F. (2017) Cyclic voltammetry deposition of nickel nanoparticles on TiO2 nanotubes and their enhanced properties for electro-oxidation of methanol, Journal of Electroanalytical Chemistry, 797, 121-133. doi:10.1016/j.jelechem.2017.05.024
  • 29. Wang, M., Guo, D. J., Li, H. L. (2005) High activity of novel Pd/TiO2 nanotube catalysts for methanol electro-oxidation, Journal of Solid State Chemistry, 178(6), 1996-2000. doi:10.1016/j.jssc.2005.04.006
  • 30. Alemu, H., Jüttner, K. (1988) Characterization of the electrocatalytic properties of amorphous metals for oxygen and hydrogen evolution by impedance measurements, Electrochimica Acta, 33, 1101-1109. https://doi:org/10.1016/0013-4686(88)80201-9
  • 31. Cao, H., Fan, Z., Hou, G., Tang, Y., Zheng, G. (2014) Ball-flower-shaped Ni nanoparticles on Cu modified TiO2 nanotube arrays for electrocatalytic oxidation of methanol, Electrochimica Acta, 125, 275–281. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2014.01.101
Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 2148-4147
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 2002
  • Yayıncı: BURSA ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ > MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

ELASTAN İÇERİKLİ ATKILI ÖRME KUMAŞLARIN BAZI FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNİN YIKAMA ÖNCESİ VE TEKRARLI YIKAMALAR SONRASINDA KARŞILAŞTIRILMASI

Erhan KENAN ÇEVEN, Hüseyin Aksel EREN, Gizem KARAKAN GÜNAYDIN

HAVA JETİ ÇARPMALI KURUTMA İÇİN FARKLI DAİRESEL NEMLİ NESNE GEOMETRİLERİNİN ISI VE KÜTLE TRANSFERİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

Doğan Engin ALNAK, Koray KARABULUT

Alçak ve Orta Yükseklikteki Binalarda Asansör Kat Ünitelerinin Kontrolü İçin Yeni Bir Çok Atlamalı Kablosuz Ağ Önerisi

Muhammed Macit LAJİN, Sait Eser KARLIK

BİR BİNEK ARAÇ GÜNDÜZ FARINA ŞOK TESTLERİNİN UYGULANMASI VE SONLU ELEMANLAR METODU İLE DOĞRULAMA ÇALIŞMALARI

Barış EDİZ, Erhan AY, Taner ÇAL, SEVDA TELLİ ÇETİN

DOĞRUDAN METANOLLÜ YAKIT HÜCRELERİ İÇİN TiO2 DESTEKLİ ANOT GELİŞTİRİLMESİ

Asaf Tolga ÜLGEN, ALİ DÖNER, Mehmet HASKUL

OTOMOBİLLERDE ÖN ÇARPIŞMA KOLU MALZEMESİ OLARAK FEE340 VE DP600 MALZEMELERİN ÇARPIŞMA PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

Fahri Berk BİLBAY, Murat Reis AKKAYA, Betül GÜLÇİMEN ÇAKAN, Mustafa Cemal ÇAKIR

ÇEŞİTLİ METASEZGİSEL YÖNTEMLERLE ALÇALTAN, YÜKSELTEN VE ALÇALTAN-YÜKSELTEN DÖNÜŞTÜRÜCÜ TASARIMLARI

Fahri VATANSEVER, Yiğit Çağatay KUYU

OTOBÜS AKTİF SÜSPANSİYON SİSTEMİNİN SIMSCAPE İLE MODELLENMESİ VE ANALİZİ

Ahmet Yasin KALKANLI, Gürsel ŞEFKAT

TURİSTİK SAHİL BÖLGELERİNDE ATIK YÖNETİMİNE BİR ÖRNEK: BODRUM

Burak ÖNER, Sevil ÇALIŞKAN ELEREN, Nezih Kamil SALİHOĞLU

MEKANİK TASARIM EĞİTİMİ İÇİN BİR UZMAN SİSTEM UYGULAMASI

Mustafa BOZDEMİR