Dergiler / Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi / 2021 / Cilt: 10 - Sayı: 3
Azot-Katkılı 3 Boyutlu Grafen Mimari Üzerinde Desteklenen Paladyum Nanopartiküllerin Doğrudan Metanol Yakıt Hücrelerinde Elektrokatalizör Olarak Kullanılabilirliğinin İncelenmesi
- Sayfa
- 870–876
- DOI
- —
Özet
Yüksek elektroaktif özelliğe sahip elektrokatalizörlerin tasarımı, yüksek güç yoğunluğuna sahip taşınabilir yakıt hücresi sistemlerinin geliştirilmesinde kritik bir nokta olarak kabul edilmektedir. Bu çalışmada, doğrudan metanol yakıt hücresinde elektrokatalizör olarak kullanılabilecek azot-katkılı 3-boyutlu grafen (N-3DG) mimarisi ile desteklenen Paladyum (Pd) nanoparçacıklarının sentezi için kolay ve düşük maliyetli bir üretim yöntemi önerilmiştir. Güçlü sinerjik etkilerin yanı sıra benzersiz yapısal özelliklere sahip olan Pd/N-3DG hibrit elektrokatalizörü, metanol elektrooksidasyonuna karşı, ticari Pd elektrokatalizöründen (Pd/Vulcan XC-72R) daha yüksek anodik tepe akım yoğunluk değerleri ve daha yüksek katalitik kararlılık gibi üstün elektrokatalitik performans sergilemiştir. Bu çalışma, yakıt pili teknolojisinde ticari Pd elektrokatalizörlerine alternatif olarak kullanılabilecek yüksek performanslı, düşük maliyetli elektrokatalizörlerin üretilmesi için yeni bir yaklaşımın yolunu açmaktadır.
Abstract
The engineering of highly electroactive electrocatalysts is considered a critical point in the development of high power density portable fuel cell systems. In this study, a facile and low-cost fabrication method for the synthesis of Pd nanoparticles supported by nitrogen-doped 3-dimensional graphene (N-3DG) architecture, which can be used as an electrocatalyst directly in methanol fuel cell, is proposed. Pd/N-3DG hybrid electrocatalyst, which has unique structural properties as well as strong synergistic effects, exhibited superior electrocatalytic performance towards methanol electrooxidation, such as higher anodic peak current density values and higher catalytic stability than the commercial Pd electrocatalyst (Pd/Vulcan XC-72R). This study paves the way for a novel approach for fabricating high-performance, low-cost electrocatalysts that may be utilized as an alternative to commercial Pd electrocatalysts in fuel cell technology.