Metal Nanoparçacık Dekore Nanokompozitlerin Isı Aktarımı Etkilerinin İncelenmesi Ve Metanol Oksidasyonu Uygulamaları

Bu çalışmada, bir sulak alan bitkisi olan ve hasırotu veya kedi kuyruğu olarak bilinen Typha shuttleworthii püskülünün (TT) karbonsu nanomalzeme olarak enerji uygulamalarında kullanılabilirliği değerlendirilmiştir. TT'nin kimyasal aktivasyon ve karbonizasyon süreçlerinin ardından öğütülmesi ile boyutu 50-250 nm arasında olan karbonsu TT (CTT) elde edilmiştir. CTT'nin uygun fonskiyonelleştirme işlemlerinin ardından, ortalama boyutu 30 nm olan AuNP'ler CTT ile başarılı bir şekilde kompleks oluşturmuştur. Kompleks oluşturma işlemi karbodiimid rotası üzerinden kendiliğinden düzenlenme mekanizması ile gerçekleştirilmiştir. Elde edilen CTT-AuNP'ler SEM ve EDX analizleri ile karakterize edilmiştir. CTT-AuNP'nin kütlece %0.01-%0.5 oranlarında etilen glikol ile oluşturduğu nanoakışkanlar, 12 saat süresince kararlılığını korumuştur. Nanoakışkanların kübik kapta iki yönlü ısı aktarım performansı MATLAB kullanılarak teorik ve termal kamera kullanılarak deneysel olarak incelenmiştir. Elde edilen en yüksek ısı aktarım katsayısı 0,367±0,021 W/mK olmuştur. Teorik hesaplamalar ile deneysel ölçümler uyumlu bulunmuştur. Son olarak, üretilen nanomalzemenin doğrudan metanol yakıt hücresi (DMFC) uygulamalarında kullanılabilirliği test edilmiştir. Bu amaçla, CTT-AuNP metanol oksidasyon reaksiyonu (MOR) için elektrot olarak kullanılmıştır. GC'nin pik akım yoğunluğu yaklaşık 0,199 mA/cm2 iken Au nanoparçacık içeren GC/CTT-AuNP elektrot yüzeyinde 1,229 mA/cm2 olarak maksimum değere ulaşmıştır. AuNP modifiye karbon malzemenin metanol oksidasyonunu elektrokatalitik olarak artırdığı anlaşılmıştır. GC/CTT-AuNP elektrot üzerinde yapılan tarama hızı çalışmalarında 0,1 M perklorik asit ortamında 0,5 M metanolün voltamogramları alınmış, metanolün oksidasyonunun difüzyon kontrollü olduğu görülmüştür. Sonuç olarak AuNP katkılı karbon nanomalzemenin metanol oksidasyonu reaksiyonlarında kullanma potansiyeli olduğu görülmüştür. Doğal ortamda bol miktarda bulunan bir bitkiden elde edilen malzemenin, çevre dostu ve katma değeri yüksek bir katalitik ürün ile bir ısı aktarım bileşeni olarak kullanılabilecek alternatif bir nanomalzeme olduğu tespit edilmiştir.