Pem elektrolizörlerdeki oksijen oluşum reaksiyonlarında kullanılmak üzere endüstriyel kesici takım atıklarından kompozit anot katalizörü geliştirilmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: İLAYDA NUR UZGÖREN
Danışman: Mehmet Fatih Kaya
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Polimer Elektrolit Membran (PEM) su elektrolizör teknolojisinde malzeme seçiminin oksijen oluşum reaksiyonlarına (OER) üzerindeki etkisi büyük bir öneme sahiptir. Atık malzemelerin OER için katalizör olarak geri dönüştürülmesi katalizör maliyetlerinin düşürülmesine yönelik yenilikçi bir yaklaşım sunmuştur. Yüksek maliyetli saf IrO2'nin yerine daha ekonomik destek malzemeleri eklenerek katalizör maliyetleri azaltılmıştır. Bu çalışma, atık tungsten karbür-kobalt (WC−Co) tel çekme haddelerinin geri dönüştürülerek PEM su elektrolizörlerinde kullanılabilen bir OER katalizörü olarak değerlendirilmiştir. Bu amaçla WC−Co tel çekme haddeleri elektroliz yöntemiyle geri kazanılarak tungsten trioksit (WO3) elde edilmiştir. IW-x (0 ≤ x ≤ 100) ağırlık yüzdelerine sahip kompozit katalizörler hazırlanarak, (I, W ve x sırasıyla IrO2, WO3 ve Ir ağırlık yüzdesidir) IW-75, IW-50 ve IrO2 katalizörleri OER performansları için araştırılmıştır. Yapılan elektrokimyasal çalışmalarda doğrusal taramalı voltametri (LSV) sonuçlarına göre, IW-75 katalizörünün, saf IrO2 katalizörüne göre %15,03 daha yüksek akım yoğunluğuna sahip olduğu görülmüştür. Tafel polarizasyon eğrisinde, IW-75'in korozyon potansiyeli artarken aşırı potansiyel değeri 1,2 kat azalmıştır. Bu çalışma ile atık WC−Co tel çekme haddeleri kullanılarak elde edilen bileşik oksitlerin saf IrO2 ile kompozit haline getirilmesi neticesinde PEM su elektrolizörlerindeki anot katalizörü maliyetinin %25'ten fazla azaltılabileceği görülmüştür. Bu sayede literatüre atık malzemelerin geri dönüşümü ile katalizör maliyetlerinin düşürülmesi konusunda yenilikçi bir yaklaşım sunulmuştur. Anahtar Kelimeler: WC−Co Atık Hadde, Sürdürülebilir Elektrokimyasal Katalizör, Kompozit Metal Oksitler, PEM Su Elektrolizörleri, Oksijen Oluşum Reaksiyonları.