KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Bor Dergisi / 2019 / Cilt: 4 - Sayı: 3

Bor doplu CVD grafen üretimi ve yakıt pili performansı

Production of boron-dopped CVD graphene and fuel cell performance

Mehmet Suha YAZICI
Fatma Gül Boyacı SAN
Sayfa
141–147
Yayın Tarihi
2019-09-30
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Bor içerikli indirgeme yaklaşımı, yakıt pili testlerinde PtCo/B/grafen katalizör ile 3000 mA/cm2 seviyelerinde diğer yaklaşımların 3 katı ve üzeri akım yoğunluğu vermiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD) yöntemiyle üretilen grafen yapıların bor (B), kobalt (Co)-azot (N)- katkı maddeleri ile Proton Elektrolit Membran (PEM) yakıt pillerinde elektrokatalizör veya destek malzemesi olarak kullanılabilirliği incelenmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bor doplamada amonyum boran (H3N-BH3) doğrudan kullanılırken sodyum borhidrür (NaBH4) dolaylı olarak kullanılmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Bor içerikli indirgeme yaklaşımı, yakıt pili testlerinde PtCo/B/grafen katalizör ile 3000 mA/cm2 seviyelerinde diğer yaklaşımların 3 katı ve üzeri akım yoğunluğu vermiştir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Bor doplama · CVD grafen · Yakıt pili

Özet

Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD) yöntemiyle üretilen grafen yapıların bor (B), kobalt (Co)-azot (N)- katkı maddeleri ile Proton Elektrolit Membran (PEM) yakıt pillerinde elektrokatalizör veya destek malzemesi olarak kullanılabilirliği incelenmiştir. Bor doplamada amonyum boran (H3N-BH3) doğrudan kullanılırken sodyum borhidrür (NaBH4) dolaylı olarak kullanılmıştır. Üretilen örnekler elektrokimyasal yöntemler yanında Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), X-ışını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS), Raman ve XRD yöntemleri ile de tanımlanmıştır. Grafen örneklerin elektrokimyasal oksijen indirgeme reaksiyon (ORR) ölçümleri döner disk elektrot (RDE) yönetimiyle, geliştirilen elektrotların yakıt pili testleri 5 cm2 aktif alanda yakıt pili test sistemi ile yapılmıştır. Bor içerikli indirgeme yaklaşımı, yakıt pili testlerinde PtCo/B/grafen katalizör ile 3000 mA/cm2 seviyelerinde diğer yaklaşımların 3 katı ve üzeri akım yoğunluğu vermiştir.

Abstract

Graphene, produced by chemical vapor deposition (CVD) and modified with boron (B), cobalt (Co) and nitrogen (N), was investigated as electrocatalyst and support material for proton exchange membrane (PEM) fuel cells. Ammonia borane (H3N-BH3) was used directly as doping agent while sodium borohydride (NaBH4) was used indirectly. Samples were characterized, in addition to electrochemical methods, by scanning electron microscopy (SEM), X-ray photo-electron microscopy (XPS), Raman spectroscopy and XRD. While rotating disc electrodes (RDE) were used to characterize oxygen reduction reaction capacity of graphene electrodes, fuel cell testing was carried out with 5-cm2 active area single cell. Boron based reduction of catalysts, compare to other approaches, have resulted 3 times higher current density reaching 3000 mA/cm2 with PtCo/B/graphene catalyst in fuel cell testing.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

YAZICI, M. S., SAN, F. G. B. (2019). Bor doplu CVD grafen üretimi ve yakıt pili performansı. Bor Dergisi, Cilt: 4 - Sayı: 3, 141–147. https://ajindex.com/articles/252144

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (13)

  1. Rao C. N. R., Gopalakrishnan K., Govindaraj A., Synthesis, properties and applications of graphene doped with boron, nitrogen and other elements, Nano Today, 9, 324-343, 2014
  2. Wang H., Maiyalagan T., Wang X., Review on recent progress in nitrogen-doped Graphene: Synthesis, characterization, and its potential applications, Am. Chem. Soc., 2, 781−794, 2012
  3. Li X. F., Lian K. Y., Liu L., Wu Y., Qiu Q., Jiang J., Deng M., vd, Unraveling the formation mechanism of graphitic nitrogen doping in thermally treated graphene with ammonia, Sci. Rep., 6, 23495, 2016
  4. Yeh M. H., Li Y. S., Chen G. L., Lin L. Y., Li T.J., Chuang H. M., Hsieh C. Y., vd., Facile synthesis of boron-doped graphene nanosheets with hierarchical microstructure at atmosphere pressure for metal-free electrochemical detection of hydrogen peroxide, Electrochim. Acta, 172, 52-60, 2015
  5. Zhao Y., Hu C., Hu Y., Cheng H., Shi G., Qu L., A versatile, ultralight, nitrogen-doped graphene framework,. Angew. Chem., 51, 11173–11388, 2012
  6. Wu X., Wang Y., Yang P., The field emission properties from the pristine/B-doped graphene-C70 composite, Phys. Lett. A., 381 (24), 2004-2009, 2017
  7. Panchakarla L. S., Govindaraj A., Rao C. N. R., Boron- and nitrogen-doped carbon nanotubes and graphene, Inorg. Chim. Acta, 363, 4163-4174, 2010
  8. Liao C., Zhang M., Niu L., Zheng Z., Yan F., Highly selective and sensitive glucose sensors based on organic electrochemical transistors with graphene-modified gate electrodes, J. Mater. Chem. B, 1, 3820-3829, 2013
  9. Agnoli S., Favarob M., Doping graphene with boron: a review of synthesis methods, physicochemical characterization, and emerging applications, Mater. Chem. A, 4, 5002-5025, 2016
  10. Mazanek V., Matejkova S., Sedmidubsky D., Pumera M., Sofe Z., One step synthesis of B/N co-doped graphene as highly efficient electrocatalyst for oxygen reduction reaction-synergistic effect of impurities, Chem. Eur. J, 928-936, 2017
  11. Zheng Y., Jiao Y., Ge L., Jaroniec M., Qiao S. Z., Two-step boron and nitrogen doping in graphene for enhanced synergistic catalysis, Angew. Chem., 125, 3192 –3198, 2013
  12. Sheng Z. H., Gao H. L., Bao W. J., Wang F. B., Xia X. H., Synthesis of boron doped graphene for oxygen reduction reaction in fuel cells, J. Mater. Chem., 22, 390-395, 2012
  13. Jing L., Ping S., Zhigang N., Weilin X., Recent advances in heteroatom-doped metal-free electrocatalysts for highly efficient oxygen reduction reaction, Electrocatalysis, 6, 13