Theses supervised by Doç. Dr. Gülfeza Kardaş
11 theses · Çukurova University
Nikel-bakır ve nikel-kobalt kaplı bakır elektrotlarda hidrojen eldesi
Bu çalışmada bakır, nikel kaplı bakır, nikel ile birlikte kobalt kaplı bakır ve nikel ile birlikte bakır kaplı bakır elektrotlarda bazik ortamda hidrojen gazı çıkışı incelenmiştir. Bu amaçla üç elektrot tekniği kullanılarak katodik polarizasyon eğrileri elde edilmiştir. Bu elektrotların hidrojen aşırı gerilimini belirlemek amacıyla elektroliz yöntemi kullanılmıştır. Ayrıca elektroliz yöntemi ile sisteme sabit 3 V potansiyeluygulanarak katotta açığa çıkan hidrojen hacimleri ölçülmüştür. Elde edilen sonuçlardan, nikel ile birlikte bakır kaplı bakır elektrotlarda hidrojen aşırı geriliminin düştüğü belirlenmiştir.
Polirodaninin bakır üzerinde elektrokimyasal sentezi ve korozyon davranışlarının belirlenmesi
Bu çalışmada bakır yüzeyine elektrokimyasal olarak polirodanin sentezlenmiştir. Elektrokimyasal sentez 0,001 M rodanin içeren 0,3 M amonyum oksalat çözeltisinde dönüşümlü voltametri tekniği kullanılarak yapılmıştır. pRh kaplanmış bakırın (Cu/pRh) korozyon davranışı elektrokimyasal impedans spektroskopisi ve potansiyodinamik polarizasyon teknikleri kullanılarak % 3,5 NaCl içeren ortamda incelenmiştir. Elde edilen sonuçlardan polirodaninin bakırın korozyonunu yavaşlattığı belirlenmiştir.
Hidrojen gazı eldesi ve metanol elektrooksidasyonu için katalitik elektrot geliştirilmesi
Bu çalışmada bakır yüzeyine Ni, Co, Fe, Cu, NiCo, NiCoZn, NiFe, NiFeZn, NiCu, NiCuZn kaplamalar oluşturulmuştur. Hazırlanan kaplamalar, dönüşümlü voltametri, SEM, AAS ve EDX ile karakterize edilmiştir. Elektrotlar elektroliz sisteminde katot olarak kullanılıp hidrojen gazı çıkışına katalitik etkileri 1 M KOH çözeltisinde 298 K'de araştırılmıştır. Kaplamaların kimyasal bileşimi, kaplama akım yoğunluğu ve kaplama kalınlığının kaplamaların hidrojen gazı çıkışına etkisi incelenerek en uygun kaplama koşulları oluşturulmuştur. Etkinliği en yüksek elektrotların hidrojen gazı çıkışına katalitik etkilerinin zamanla kararlılığı incelenmiştir. Elektrolizin kaplamaların korozyon dayanımına etkisi belirlenmiştir. NiCuZn elektrotunun metanol oksidasyonuna etkisi ayrıca araştırılmıştır.
Nikel bakır çöktürülmüş karbon keçe elektrotta hidrojen gazı çıkışının araştırılması
Bu çalışmada, nikel, bakır ve nikel-bakır çöktürülmüş C Keçe elektrotlarda bazik ortamda hidrojen gazı çıkışı incelenmiştir. Bu amaçla üç elektrot tekniği kullanılarak katodik polarizasyon eğrileri eğrileri elde edilmiştir. Bu elektrotların hidrojen aşırı gerilimlerini belirlemek amacıyla elektroliz yöntemi kullanılmıştır. Ayrıca elektroliz yöntemi kullanılarak sisteme sabit 3 V potansiyel uygulanarak katotta açığa çıkan hidrojen gazı hacimleri ölçülmüştür. Elde edilen sonuçlardan, nikel çöktürülmüş C-Keçe elektrotlarda hidrojen aşırı geriliminin düştüğü belirlenmiştir.
Kükürt içeren bazi organik maddelerin asidik ortamda yumuşak çeliğin korozyonuna etkilerinin incelenmesi
Rodanin-N-Asetik Asit (R-NA), 2-Tiyodantoin (2-THD), 3-Tiyofen Asetik Asit (3-THA), 2- Tiyofen Asetik Asit (2-THA)'in 0,1 M HCl çözeltisi içindeki yumuşak çeliğin korozyonuna inhibisyon etkileri potansiyodinamik polarizasyon eğrileri, elektrokimyasal impedans spektroskopisi ve lineer polarizasyon direnci teknikleri kullanılarak sıcaklık ve derişime bağlı olarak araştırılmıştır. Uzun zaman testlerinden, organik maddelerin farklı konsantrasyonlarında hidrojen gaz çıkışı ve polarizasyon dirençlerinin değişimi belirlenmiştir. Organik maddeleri 1,0×10?2 M içeren ve içermeyen 0,1 M HCl çözeltilerinde yumuşak çelik elektrotun daldırma zamanından sonra yüzey görüntüleri elde edilmiştir. Her organik madde için yumuşak çeliğin korozyonuna ait aktivasyon enerji değerleri (Ea) ve termodinamik değerler (Kads, ?Gads,) hesaplanmış ve tartışılmıştır. Organik maddeleri 1,0 ×10?2 M içeren 0,1 M HCl çözeltilerinde yumuşak çelik elektrotun sıfır yük potansiyeli EIS yöntemiyle belirlenmiş ve organik maddelerin adsorpsiyon prosesleri için mekanizma önerilmiştir. Sonuçlar araştırılan organik maddelerin yumuşak çeliğin korozyonu üzerine inhibisyon etkilerinin 2-THA hariç, iyi olduğunu göstermiştir. En yüksek inhibisyon verimi R-NA içeren çözeltilerde bulunmuştur.
Metal çöktürülmüş karbon nanotüp elektrotta metanol oksidasyonun araştırılması
Bu çalışmada, metanolün elektrooksidasyonu ve bu oksidasyon reaksiyonlarına ait olan bazı kinetik parametreler 1 M KOH içeren ortamda araştırılmıştır. Çalışma elektrotları olarak Grafit (Grafit), karbon nanotüp (CNT) enjekte edilmiş grafit (Grafit/CNT), nikel biriktirilmiş grafit (Grafit/Ni) ve nikel biriktirilmiş karbon nanotüp modifiyeli grafit (Grafit/CNT-Ni) elektrotlar kullanılmıştır. Kinetik parametrelerin belirlenmesinde dönüşümlü voltametri tekniğinden yararlanılmıştır. Deneyler farklı sıcaklık, tarama hızı ve metanol derişiminde gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma sonucunda, Grafit/CNT-Ni'in, metanol oksidasyonunda Grafit/CNT ve Grafit/Ni elektrota göre etkin olduğu belirlenmiştir. Grafit/CNT-Ni elektrotta aktivasyon enerjisi 33,81 kJ/mol olarak hesaplanmıştır
Nikel çinko kaplı grafit elektrotun metanol oksidasyonuna katalitik etkisinin araştırılması
Grafit yüzeyine farklı akım yoğunluklarında ve kalınlıklarda nikel kaplanarak metanol oksidasyonu için elektrot hazırlanmıştır. En uygun kaplama şartları belirlendikten sonra grafit yüzeyine Ni ve Zn farklı oranlarda kaplanmıştır. Grafit elektrot üzerinde oluşturulan NiZn kaplama, uygun elektrokatalitik yüzey oluşturmak ve metanol oksidasyonunda kullanılmak üzere çinkoları uzaklaştırmak için, derişik alkali çözelti (% 30 NaOH) içinde 24 saat bekletilmiştir. Çinko uzaklaştırılmış elektrot üzerine, metanol oksidasyonu için katalitik etki sağlayacak düşük miktarda soy metaller (Pt, Pd, Ru, Ag) çöktürülmüştür. Hazırlanan elektrotlarda metanol oksidasyonu dönüşümlü voltametri (CV), kronoamperometri (CA) ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) teknikleri ile 1,00 M KOH içeren 1,00 M metanol içerisinde araştırılmıştır. Alkali uzaklaştırmadan sonra kaplamaların kimyasal bileşimi enerji dağılımlı X-Ray (EDX) spektroskopisiyle belirlenmiştir. Kaplamaların yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile araştırılmıştır. Kaplamaların metanol oksidasyonu, kaplamalardaki metal oranına, kaplama akım yoğunluğuna ve kalınlığına bağlı olduğu görülmüştür. C/NiZn-Pd ve C/NiZn-Pt kaplamalar sıkı ve gözenekli yapıya sahip olmasının yanı sıra alkali ortamda metanol oksidasyonu için iyi elektrokatalitik etkinliğe sahiptir.
Nikel-kadmiyum kaplı grafit elektrotta metanol oksidasyonunun araştırılması
Bu çalışmada Ni, Cd, NiCd ve NiCdZn grafit yüzeyine elektrokimyasal olarak kaplanmıştır. Elektrotların yüzey morfolojisi ve kimyasal bileşimi taramalı elektron mikroskobu (SEM), atomik kuvvet mikroskobu (AFM), enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) ve X-ışını floresans spektrometresi (XRF) kullanılarak belirlenmiştir. Metanol oksidasyonu için hazırlanan elektrotların katalitik etkisi 1,00 M Metanol içeren 1,00 M KOH içinde dönüşümlü voltametri (CV), elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) ve kronoamperometri (CA) teknikleri ile çalışılmıştır. Kaplama süresi, kaplama akım yoğunluğu ve kaplamaların kimyasal bileşiminin metanol oksidasyonuna etkisi araştırılmış ve en uygun koşullar belirlenmiştir. Kaplamaların metanol oksidasyon aktivitesinin kaplamaların metal oranına, akım yoğunluğuna ve kaplama süresine bağlı olduğu bulunmuştur. Çinko uzaklaştırılmış NiCdZn kaplamalar sıkı ve gözenekli yapıya sahip olmasının yanı sıra alkali ortamda metanol oksidasyonu için iyi elektrokatalitik aktiviteye sahiptir.
4- piperidin karboksilikasitin asidik ortamda bakırın korozyon davranışlarına etkisinin araştırılması
Bu çalışmada, 4- Piperridin Karboksilikasitin bakırın korozyonuna inhibisyon etkisi 0,5M H2SO4 çözeltisinde potansiyodinamik polarizasyon ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi kullanılarak araştırılmıştır. 4- Piperridin Karboksilikasitin farklı derişimlerde akım-potansiyel eğrileri ve Nyquist eğrileri elde edilmiştir. 4- Piperridin Karboksilikasit içeren ve içermeyen 0,5 M H2SO4 çözeltilerinde bakır elektrotun 1 saat süre sonunda taramalı elektron mikroskopu(SEM) ile yüzey görüntüleri belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlardan 4- Piperridin Karboksilikasit 0,5M H2SO4 çözeltisinde bakırın korozyonunu engellemektedir. Bu koşullardaki inhibisyon etkisi inhibitor derişiminin artmasıyla arttığı belirlenmiştir.
Nikel-bizmut kaplı bakır elektrotta hidrojen gazı çıkışının araştırılması
Bakır yüzeyinde nikel, bizmut, farklı kimyasal bileşimlerde nikel-bizmut (galvanostatik ve kimyasal yöntemle), nikel-bizmut-çinko kaplamalar oluşturularak, alkali ortamda hidrojen çıkış reaksiyonuna (HER) elektrokatalitik etkileri incelenmiştir. Hazırlanan kaplamalar dönüşümlü voltametri (CV), taramalı elektron mikroskopu (SEM) ve enerji dağılımlı X-Ray spektroskopisi (EDX) ile karakterize edilmiştir. Elektrotların HER etkinlikleri katodik akım potansiyel eğrileri ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi teknikleri ile belirlenmiştir. Ayrıca elektroliz sistemindeki aşırı gerilimleri ve 3V potansiyel 30 dakika uygulanarak üretilen hidrojen gazı hacimleri belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; Cu/NiBiZn-3 elektrotta polarizasyon direnci ve aşırı gerilim düşmüş ve HER etkinliği artmıştır.Anahtar kelimeler: Hidrojen, Bizmut, Elektrokataliz, Elektroliz.
Nikel-kobalt kaplı bakır elektrotta metanol oksidasyonunun araştırılması
Bu çalışmada, bakır yüzeyine elektrokimyasal olarak nikel çinko (NiZn) kaplama yapılmış, aktif çinko NaOH ortamında uzaklaştırıldıktan sonra Co çöktürülerek metanol oksidasyonu için Ni(Zn)Co elektrot hazırlanmıştır. NiZn ve Ni(Zn)Co kaplamalar için kaplama süresi ve kaplama akım yoğunluğunun metanol oksidasyonuna etkisi araştırılmış, en uygun koşullar belirlenmiştir. Kaplamaların metanol oksidasyon aktivitesinin kaplamaların akım yoğunluğuna, kaplama miktarına ve kaplama kalınlığına bağlı olduğu belirlenmiştir. Metanol oksidasyonu için hazırlanan elektrotların katalitik etkisi 1,00 M Metanol içeren 1,00 M KOH içinde, dönüşümlü voltametri, elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS), kronopotansiyometri, kronoamperometri teknikleri ve yarı logaritmik akım-potansiyel eğrileri ile çalışılmıştır. Elektrotların yüzey morfolojisi ve kimyasal bileşimi taramalı elektron mikroskobu (SEM), atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ve enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) kullanılarak belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar elektrotların metanol oksidasyonuna etkisinin Cu, Co, Ni, NiZn, Ni(Zn)Co sırasında artığını göstermektedir. Metanol oksidasyonu için aktivasyon enerjisi diğer elektrotlara göre (CuNi:32657 J cm-2,CuNi(Zn): 6749,3 J cm-2), Ni(Zn)Co elektrotta (6559,3 J cm-2) daha düşüktür. Kronoamperimetri sonuçlarında NiZn elektrotta aktiflik kaybı %2,75 olurken, CuNi(Zn)Co elektrotta %1,7 olduğu belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlardan hazırlanan modifiye elektrotun metanol oksidasyonu için katalitik etkinliği ve kararlılığının yüksek olduğu belirlenmiştir.