M-BTC kullanılarak mikrobiyal yakıt hücreleri için tek metalli ve çift metalli katot katalizörü sentezlenmesi

Metal-organik kafesler, yüksek yüzey alanı, kararlılık ve gözenekli yapıları nedeniyle mikrobiyal yakıt hücrelerinin katot bölümlerinde oksijen indirgeme reaksiyonu katalizörü olarak kullanılabilmektedirler. Bu çalışmada, metal organik kafesler içinde organik bağlayıcı olarak 1,3,5-trikarboksilik asit kullanıldı ve metal merkezler değiştirildi. Bu amaçla Bakır, Nikel, Kobalt ve Demir tuzları metal kaynakları olarak kullanıldı. Tek metalli metal organik kafeslerin yanı sıra, bakır-nikel ve kobalt-demir çiftleriyle çift metalli kafesler de sentezlendi. Bakır, nikel ve bakır-nikel kafesleri ile kobalt, demir ve kobalt-demir kafesleri ayrı olarak karşılaştırıldı. Sonokimyasal olarak sentezlenen metal organik kafesler X-ışını kırınım spektroskopisi, taramalı elektron mikroskobu ve X-ışını fotoelektron spektroskopisi teknikleri kullanılarak analiz edildi. Sentezlenen metal organik kafeslerin mikrobiyal yakıt hücrelerinde katot katalisti olarak uygulamaları karbon siyahı ve polivinil alkol kullanılarak çamur hazırlanması ile yapıldı. Bu çamurlar paslanmaz çelik süzgeçler üzerine kaplandı. Kaplanmış süzgeçler, mikrobiyal yakıt hücresinin kurulumundan önce analiz edildi; Kronopotansiyometri ve Dönüşümlü Voltametri, süzgeçlerin iletkenliklerini ve oksijen indirgeme reaksiyonu aktivitelerini ölçmek için yapıldı. Mikrobiyal yakıt hücresinin elektrokimyasal özellikleri, açık devre gerilimi, doğrusal taramalı voltametri ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi ile elde edildi.