PEM yakıt hücresi anodunda kullanılmak üzere platinin ikili alaşımlarının sentezi, karakterizasyonu ve CO kirliliğinin belirlenmesi

Yakıt hücreleri kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüşümünü sağlayan cihazlardır. Birçok farklı tipe sahip olan yakıt hücrelerinin en çok tercih edileni PEM (polimer elektrolit membran) yakıt hücresidir. Düşük sıcaklıklarda çalışması (genellikle 80-90 ºC), hareketli parça içermemesi ve sıfır emisyon sağlayarak çevreye karşı duyarlı olması gibi avantajları sayesinde ulaşım araçlarında enerji kaynağı olarak kullanılmak için en uygun adaydır. PEM yakıt hücresinin ticarileşmesinin önünde duran en büyük engellerden biri yakıtlardan gelen safsızlıklarla, özellikle de CO yüzünden katalizörlerin çok çabuk zehirlenmesiyle hücre performansında yaşanan büyük düşüşlerdir. PEM yakıt hücresinin anot yapısında gerçekleşen hidrojen yükseltgenme reaksiyonu fosil yakıtlardan elde edilmiş yakıttaki CO yüzünden sınırlanmakta bu da hücre performansını en başında düşürerek potansiyel kayıplarına neden olmaktadır. Yapılan çalışmalar anotta gerçekleşen hidrojen yükseltgenme reaksiyonu için (HOR) kullanılacak elektrokatalizörün geliştirilmesi üzerine yoğunlaşmaktadır.Bu çalışmada, PEM yakıt hücresi anodundaki HOR reaksiyonunun elektrokatalizinde kullanılabilecek ucuz ve etkin katalizörlerin sentezlenmesi amaçlanmıştır. Katalizörler, Pt'nin, Ag, Cu ve Fe geçiş metalleri ile oluşturduğu ikili katalizörlerin karbon destek üzerinde yaş emdirme indirgeme yöntemi ile biriktirilmesi ile hazırlanmış ve XRD, FT-IR, döngülü voltametri, CO-sıyırma ve karışım gazı gönderme yöntemleri ile karakterize edilmiştir. Karakterizasyon çalışmaları sonucunda katalizörlerin makro gözenekli yapıda olduğu ve döngülü voltagmetri analizi sonucunda elektrokimsayal aktif yüzey alanlarının 34,21 ile 800,88 m2/g arasında değiştiği görülmüştür. Platin tane boyutu 1,69 ile 5,22 nm arasında değişmektedir ve platin oranı fazla olan katalizörlerin daha küçük tane boyutuna sahip olduğu görülmüştür. PtAg/C-11 katalizörünün 800,88cm2/mg elektrokimyasal aktif yüzey alanı ile en yüksek elektrokimyasal aktif yüzey alanına sahip katalizör olmasına rağmen CO-sıyırma analizinde CO'e karşı dayanımı oldukça düşük çıkmıştır. En yüksek aktiviteyi yine PtAg/C katalizörlerinin verdiği ve kütle aktivitesinin platin oranı ile ters orantılı olduğu bulunmuştur. Sonuç olarak bu çalışmada sentezlenen katalizörlerden PtAg-31/C ve PtAg-11/C katalizörleri PEM yakıt hücresi anodunda alternatif katalizör olarak kullanılabileceğine karar verilmiştir.