Elektrokimyasal eksfoliye grafen oksitlerin hazırlanması ve etanol yakıt hücrelerinde paladyum katalizörlere destek malzemesi olarak kullanımının araştırılması

Bu çalışmada doğrudan etanol yakıt hücrelerinde Pd katalizörler için destek malzemesi olarak kullanılabilecek alternatif malzemelerin hazırlanması amaçlanmıştır. Bu kapsamda gerçekleştirilen çalışmalar iki ana kısımdan oluşmaktadır; elektrokimyasal eksfoliasyon yöntemiyle grafen oksit yapılarının sentezlenmesi ve eksfoliasyon sonucu elde edilen grafen oksitlerin hidrotermal koşullarda modifiye edilmesi. Birinci kısımda sülfat iyonları içeren farklı destek elektrolitler varlığında elektrokimyasal eksfoliye grafen oksitler (EEGO) sentezlenmiş ve Pd nanopartikülleriyle modifiye edilerek etanol yükseltgenmesindeki aktiviteleri araştırılmıştır. En yüksek aktiviteye 0,05 M H2SO4 destek elektrolit kullanılarak hazırlanan EEGO varlığında ulaşılmıştır. Elde edilen akım yoğunluğu (115,7 mA/cm2) aynı koşullarda ticari olarak kullanılmakta olan karbon siyahı (70,27 mA/cm2) ve son yıllarda yoğun olarak araştırılan Hummers yöntemiyle elde edilen grafen oksit (50,57 mA/cm2)'e göre sırasıyla %65 ve %128 daha yüksektir. EEGO kullanılarak hazırlanan elektrotların kararlılıkları da karbon siyahı ve Hummers yöntemiyle hazırlanan GO'ya kıyasla oldukça yüksek olarak gözlenmiştir. Tez çalışmasının ikinci kısmında lityum perklorat ortamında hazırlanan EEGO'ların hidrotermal koşullarda aminoasitler varlığında modifikasyonları araştırılmıştır. Glisin varlığında modifiye edilen EEGO'nun etanol aktivitesi modifikasyon öncesine göre %98 artış göstermiştir. Hazırlanan malzemelerin yapısal ve morfolojik özellikleri farklı analiz yöntemleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, EEGO'ların etanol yakıt hücrelerinde ticari olarak kullanılan karbon siyahı ve literatürde yoğun olarak araştırılan kimyasal yöntemle hazırlanan grafen oksite alternatif olabileceğini göstermiştir.