4 results
Search Results
Now showing 1 - 4 of 4
Master Thesis Proton Değişim Membranlı Yakıt Hücresi için Yüksek Performanslı Bimetallik Katalizör Geliştirilmesi(2020) Al-tememy, Mogdam Gassy Husseın; Devrim, YılserArtan nüfus ve azalan fosil yakıtlar nedeniyle ciddi bir endişe kaynağı olan enerji ihtiyacındaki artış araştırmacıları alternatif bir kaynak olarak yenilenebilir enerji kaynaklarına yönlendirmiştir. Proton Değişim Membranlı Yakıt Hücresi (PEMFC) yüksek verimliliği, hafif olması, düşük emisyon, hızlı başlatma ve kapatma gibi özellikleri nedeniyle taşınabilir ve sabit uygulamalarda dünya çapında önemli ve alternatif bir teknolojidir. Yüksek sıcaklık PEMFC (HT-PEMFC), düşük sıcaklık PEMFCde (LT-PEMFC) yaşanan karbon monoksit (CO) zehirlenmesi, nemlendirme, ısı ve su yönetimi sorunlarını azalttığı için tercih edilmektedir. Bu tezde, HT-PEMFC için sentezlenen Pt:Pd bimetalik katalizörlerinin hazırlanmasında katalizör desteği olarak çok duvarlı karbon nanotüp yüklenmiş grafen nanoplaka (MWCNT-GNP), MWCNT ve GNP kullanılmıştır. Katalizör metallerin farklı desteklere dağılımı, mikrodalga yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Katalizörlerin metallerinin morfolojisi, kimyasal yapısı ve yüzde oranı, X-ışını kırınımı (XRD), termal gravimetrik analiz (TGA), transmisyon elektron mikroskobu (TEM) ve indüktif olarak eşleşmiş plazma kütle spektroskopisi (ICP-MS) kullanılarak tanımlanmıştır. TGA analizi katalizörlerin termal kararlılığının arttığı doğrulanmıştır. TEM ile dispersiyon ve katalizörlerin düzgün ve homojen dağılımı gösterilmiştir. Katalizörlerin elektrokimyasal yüzey alanı (ECSA), döngüsel voltametri (CV) yardımı ile hesaplanmıştır. Pt:Pd/MWCNT-GNP, Pt:Pd/GNP ve Pt:Pd/MWCNT katalizörleri için ECSA sırası ile 43.8 m2/g, 53.5 m2/g ve 71.7 m2/g'dır. En düşük ECSA kaybı % 48 olarak PtPd/MWCNT-GNP katalizöründe elde edilmiştir. Sonuçlar, Pt:Pd/MWCNT-GNP'nin daha iyi birikim, homojen dağılım ve diğer katalizörlere kıyasla daha yüksek ECSA sayesinde HT-PEMFC için daha uygun bir katalizör olduğunu göstermiştir. Bimetalik katalizörlerin performansı, bu MEA'ler ile hazırlanan tek hücreli HT-PEMFC'e 160 oC'de saf H2, reformat gaz ve kuru hava beslemelerinde test edilmiştir. Sonuçlar içerisinde en iyi sonuçları Pt-Pd/MWCNT-GNP katalizörü, 0.6 V'da saf H2/hava ve reformat gaz/hava beslemeleri için sırasıyla 0.3 A/cm2 ve 0.24 A/cm2 akım yoğunlukları ile göstermişlerdir.Doctoral Thesis Pem Yakıt Pili Hibrit Malzemesi Üzerinde Desteklenen Platin İçerli Elektrokatalizörlerin Geliştirilmesi(2023) Aljanabı, Ahmed; Devrim, Yılser; Yaman, Şeniz ÖzalpDünyada artan enerji talebi, alternatif enerji teknolojilerine olan ihtiyacı artırmıştır. Önemli bir alternatif enerji kaynağı olan hidrojeni kullanan yakıt pilleri son yıllarda büyük ilgi görmektedir. Yakıt pili türleri arasında proton değişim membranlı yakıt pilleri (PEMFC), modüler yapıları, yüksek verimleri ve düşük çalışma sıcaklıkları nedeniyle en ilgi çekici yakıt pili türüdür. Özellikle komponent geliştirme çalışmaları PEMFC'lerin performansını artırmaya yönelik olarak dikkat çekmektedir. Bu tez çalışmasında, çok duvarlı karbon nanotüp-grafen MWCNT destekli Pt katalizörleri, PEMFC performansını araştırma yöntemini incelemek için mikrodalga destekli yaklaşım kullanılarak sentezlenmiştir. Başlangıç maddesi olarak [(NH4)2[Pt2(HPO4)4(H2O)2] (Ptcomplex-1) ve [(NH4)2[Pt2(SO4)4(H2O)2] (Ptcomplex-2) kullanılarak PEMFC uygulaması için MWCNT destekli platin katalizörler hazırlanmıştır. Katalizörlerin mikro yapısını ve morfolojisini incelemek için TGA, XRD, HR-TEM ve XPS analizleri uygulanmıştır. Hazırlanan katalizörlerden Ptcomplex-1/MWCNT-3 ve Ptcomplex-2/MWCNT-3 60-80 °C aralığında H2/hava ile PEMFC içinde test edilmiştir. Ptcomplex-1/MWCNT-3 katalizörü kullanılarak hazırlanan bir membran elektrot atacı (MEA) için 60, 65, 70 ve 80 ⁰C'de elde edile maksimum güç yoğunluğu değerleri sırasıyla 0.36, 0.39, 0.41 ve 0.26 W/cm2 ve Ptcomplex-2/MWCNT-3 katalizörü için ise 0.38, 0.423, 0.44 ve 0.28 W/cm2 olarak belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre Ptcomplex/MWCNT katalizörlerinin Pt/C katalizörüne göre daha iyi PEMFC performansı gösterdiği belirlenmiştir. Hazırlanan katalizörlerle gelecekte yapılacak MEA optimizasyon çalışmaları ile katalizörlerin performansları daha da iyileştirilebilir.Master Thesis Polibenzimidazole Temelli Yüksek Sıcaklık Pem Yakıt Hücresinin Performansına Bor Nitrit İlavesinin Etkisi(2021) Hussın, Dedar Emad; Devrim, YılserSon yıllarda nüfus artışıyla birlikte, teknolojilerin büyümesiyle enerji talebi de art-mıştır. Proton değişim membranlı yakıt pilleri (PEMFC), yüksek verimliliği, düşük kirliliği, yüksek güç yoğunluğu ve sessiz çalışması nedeniyle son yıllarda tercih edilen yenilenebilir enerji teknolojisi olarak kabul edilmiştir. PEMFC'lerin ticarileştirilmesi ve günümüzde sıklıkla kullanılan doğal gaz ve metan gibi kısa süreçlerden üretilen ıslah edilmiş gazların kullanımı için PEMFC'nin yüksek CO toleranslarına sahip olmalıdır. Yüksek sıcaklık proton değişim membranlı yakıt pili (HT-PEMFC), kolay su yönetimi ve 100 ℃ çalışma sıcaklığının üzerinde karbon monoksit (CO) toleransı sağlar. Bu tezde, HT-PEMFC uygulaması için yeni Polibenzimidazol/Bor Nitrür (PBI/BN) kompozit membranlar tasarlanmıştır. Yüksek termal kararlılık, düşük elektriksel iletkenlik ve yüksek plastikleştirici özelliği nedeniyle BN tercih edilmiştir. BN katkısı ağırlıkça 2.5, 5, 7.5 ve 10 % olarak kullanılmıştır. Kompozit membranlar, termogravi-metrik analiz (TGA), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve mekanik analizler, asit doping, asit sıyırılması, proton iletkenlik ölçümleri ile karakterize edildi. Termal grav-imetrik analiz, PBI/BN kompozit membranların HT-PEMFC uygulaması için termal kararlılığını doğrulamıştır. Asit sıyırılması testi sonuçları, daha fazla inorganik BN parçacığı eklenmesinin membrandan asit kaybını önemli ölçüde azalttığını göstermiştir. Proton iletkenlik ölçümleri, polimer matrisine BN eklenmesinin proton iletkenliğini artırdığını göstermiştir. En yüksek proton iletkenlik değeri 180oC'de 0,260 S/cm olarak PBI/BN-2.5 membranda elde edilmiştir. PBI/BN-2.5 kompozit membranının HT-PEMFC performans testi, PBI membran ile karşılaştırılarak incelenmiştir. Test sonuçlarına göre 165 oC'de PBI-BN-2.5 membran, 0.6 V ve 132 mW/cm2 maksimum güç yoğunluğunda 136 mA/cm2 akım yoğunluğu ile PBI membrandan daha yüksek performansa sahiptir. Bu MEA'nın yüksek perfor-mansı, PBI-BN-2.5 membranının yüksek proton iletkenliğine ve gelişmiş özelliklerine bağlanabilir. Tez çalışmasında elde edilen sonuçlar PBI/BN kompozit membranların HT-PEMFC'lerde kullanılabilirliğini göstermiştir. Gelecekteki geliştirme çalışmaları ile PBI/BN membranlar ticari yakıt hücrelerinde de kullanılabilir.Master Thesis Destekleniş Metal Katalizör ile Sodyum Borohidrit Nabh4) Hidrolizinden Hidrojen Üretiminin İncelenmesi(2021) Al-msrhad, Tuqa Majeed Hameed; Tuqa Majeed Hameed Al -Msrhad; Devrim, YılserSon yıllarda fosil yakıt kaynaklarının azalması ve çevre kirliliğinin artması alternatif enerji kaynaklarına olan ilgiyi artırmıştır. Alternatif enerji kaynakları arasında Hidrojen (H2) enerjisi, yüksek enerji yoğunluğu nedeniyle büyük önem taşımaktadır. H2 enerji kullanımındaki en önemli sorun temiz ve kolay üretim ve depolamadır. H2 üretim yöntemleri incelendiğinde, Sodyum bor hidrür (NaBH4) temelli H2 üretimi, güvenilir, verimli ve proton değişimli membran yakıt pillerine (PEMFC) kolayca entegre edilebilmesi nedeniyle büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında, PEMFC uygulaması için NaBH4'ten H2 üretimi için çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT) ve çok duvarlı karbon nanotüp-grafen nano tabaka (MWCNT-GNP) destekli Palladyum-Rutenyum (Pd: Ru) bimetalik katalizörler geliştirilmiştir. Bu katalizörler mikrodalga sentez yöntemi ile hazırlanmıştır. Hazırlanan katalizörler Termogravimetrik Analizi (TGA), X-ışını kırınımı (XRD), transmisyon elektron mikroskobu (TEM) ve döngüsel voltametri (CV) analizleri ile karakterize edilmişlerdir. PdRu/MWCNT ve PdRu/MWCNT-GNP katalizörlerinin elektrokimyasal yüzey alanı (ECSA) sırasıyla 12.36 m2/g ve 20.74 m2/g olarak belirlenmiştir. Analizler sonucunda PdRu/MWCNT katalizörünün % 34 olarak düşük bir ECSA kaybı gösterdiği saptanmıştır. Sentezlenen katalizörler, NaBH4'ün kimyasal hidrolizinden H2 üretimini araştırmak için farklı koşullarda test edilmiştir. PdRu/MWCNT ve PdRu/MWCNT-GNP katalizörleri için yapılan kinetik çalışmalar sonucunda aktivasyon enerjileri sırasıyla 18.90 kJ/mol ve 22.33 kJ/mol olarak bulunmuştur. PdRu/MWCNT-GNP katalizörü ile yapılan yeniden kullanılabilirlik deneyleri, GDL destekli katalizörlerin verimliliğini toz katalizörden daha iyi koruduğunu göstermiştir. 65 oC'de gerçekleştirilen PEMFC testleri sonucunda katı NaBH4 temelli H2 üretim sisteminin ve saf H2'nin benzer performansa sahip olduğunu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, PdRu/MWCNT-GNP bimetalik katalizörün, PEMFC uygulaması için NaBH4'ten H2 üretmek için uygun bir katalizör olduğunu göstermektedir.