PEM yakıt pilleri için metal oksit destekli katalizör geliştirilmesi

Yakıt pilleri kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine çeviren elektrokimyasal araçlardır. Polimer elektrolit membran (PEM) yakıt pilleri, artan enerji ihtiyacının karşılanması için, alternatif olarak son yıllarda oldukça ilgi görmektedir. PEM yakıt pillerinin ticarileştirilebilmesini engelleyen bazı önemli noktalar bulunmaktadır. Bunlar su yönetiminin sağlanamaması, pil performansının yetersiz olması, karbon destekli katalizörlerde meydana gelen karbon korozyonu ve ticarileşme için maddi olarak yüksek değerlere sahip olmasıdır. Bu çalışmada PEM yakıt pili katalizörlerinde meydana gelen karbon korozyonunu azaltmak için yaygın kullanılan karbon destek malzemesine ilave olarak kimyasal olarak dayanıklı, pilde meydana gelebilecek oksidasyonlara ve kullanılan katalizörlerin bozunmalarına karşı dirençli olan farklı yüzey alanlarına sahip TiO2 ve Al2O3 destek malzemeleri hazırlanmıştır. Daha sonra mikrodalga yöntemiyle kütlece %20 Platin (Pt) katalizörler sentezlenerek hazırlanan katalizörlerin yakıt pillerinin katot tarafında kullanılmış ve pil performanslarına bakılmıştır. Sentezlenen bu katalizörlerin XRD, TEM, SEM-EDS ve BET analizleri ile karakterizasyonları yapılmıştır. Sentezlenen katalizörler arasında Al2O3'ün destek malzemesi olarak kullanıldığı pillerde her iki karbon yükleme oranında düşük yüzey alanlı Al2O3 (2) ile hazırlanan piller, yüksek yüzey alanlı Al2O3 (1) içeren pillerden daha iyi performans sonucu vermiştir. Buna ek olarak, kıyaslama yapılan bütün şartlarda sentezlenen TiO2'nin Al2O3'ten daha iyi pil performans sonucu verdiği görülmüştür. Hibrit destek malzemelerinde elektriksel iletkenliği sağlayan malzeme miktarının önemi gözlenmiş ve farklı yüzey alanlarının ve malzemelerin yakıt pili performansı üzerine olan önemli etkisi bulunmuştur.