Yeşil sentez yöntemiyle elde edilen metal oksit bazlı katalizörlerin pem yakıt pili uygulamalarındakiperformanslarının incelenmesi

Yakıt pilleri, temiz enerji üretimi açısından çevre dostu ve yüksek verimli teknolojiler arasında yer almakta olup, özellikle taşınabilir ve sabit enerji sistemlerinde giderek daha fazla önem kazanmaktadır. Proton değişim membranlı yakıt pilleri (PEMFC), düşük çalışma sıcaklığı, yüksek güç yoğunluğu ve hızlı tepkime süreleri sayesinde dikkat çeken bir yakıt pili türüdür. Bu sistemlerde kullanılan elektrokatalizörler, yakıt pilinin genel performansını doğrudan etkilemektedir. Bu nedenle, yüksek elektrokimyasal aktiviteye ve termal kararlılığa sahip alternatif katalizörlerin geliştirilmesi, PEMFC teknolojisinin yaygınlaşması açısından kritik öneme sahiptir. Bu tez çalışmasında, dört farklı platin bazlı nanoparçacık katalizörün (Pt@ZrMnO/C, Pt@ZrWO/C, Pt@NiMnO/C ve Pt@NiWO/C) PEMFC sisteminde farklı hücre sıcaklıklarındaki elektrokimyasal performansları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Performans değerlendirmeleri; polarizasyon eğrileri, akım yoğunluğu ve güç yoğunluğu gibi temel parametreler üzerinden gerçekleştirilmiştir. Pt@ZrMnO/C ve Pt@ZrWO/C nanoparçacıkları düşük sıcaklıklarda (40–50 °C) yüksek hücre potansiyeli sergilerken, Pt@NiMnO/C ve Pt@NiWO/C nanoparçacıkları daha geniş sıcaklık aralığında stabil ve yüksek performans göstermiştir. 60 °C'de tüm katalizör gruplarında maksimum güç yoğunluğu elde edilirken, 70 °C'de performans düşüşleri gözlemlenmiştir. Bu durum, yüksek sıcaklıkların membran nem dengesini bozarak proton iletkenliğini olumsuz etkileyebileceğini göstermektedir. Sonuçlar, PEMFC sistemlerinde uygun katalizör seçiminin sadece malzeme yapısına değil, aynı zamanda çalışma sıcaklığına bağlı olarak optimize edilmesi gerektiğini ortaya koymaktadır.