Co ve Ni çöktürülmüş nanotüp yapılı TiO2 elektrotlar üzerinde yakıt hücreleri için hidrojen üretimi

Abstract

Hidrojenin temiz, çevre dostu ve yenilenebilir olmasından dolayı geleceğin enerjisi olarak görülmekte ve yakıt pili teknolojisinde kullanılması ile ulaşımda içten yanmalı motorlara alternatif olmaktadır. Bu çalışmada hidrojen üretimi için, silindirik titanyum üzerine anodik yükseltgenme yöntemiyle titanyum dioksit nanotüp yapılı elektrotlar oluşturulmuş ve daha sonra elektrokimyasal çöktürme tekniğiyle Ni, Co ve ikili NiCo kaplaması yapılmıştır ve hazırlanan elektrotların bazik ortamda hidrojen gazı çıkış davranışı incelenmiştir. Çalışma elektrotlarının yüzey karakterizasyonu SEM ve CV teknikleriyle, katalitik aktivitesi ise üç elektrot tekniği kullanılarak katodik akım-potansiyel ve Nyquist diyagramlarından belirlenmiştir. Hidrojen gazı hacimleri ise elektroliz yöntemi ile sisteme sabit 3 V potansiyel 30 dakika boyunca uygulanarak ölçülmüştür. Elde edilen sonuçlara göre, çıplak Ti yüzeyine titanyum dioksit nano yapılı yüzey oluşturulması ve 10 dakika molce 2:8 oranında Ni-Co çöktürülmesiyle -1,35 V aşırı gerilimi için akım yoğunluğu değeri 0,2 mA cm2'den 71,7 mA cm2'ye yükselmiş ve direnç değeri 843,8 Ω cm2'den 0,6 Ω cm2'ye düşmüştür. Hidrojen gazı hacimleri ise 25 mL/cm2'den 68 mL/cm2'ye yükselmiştir.

Hydrogen is considered as energy of the future because it is clean, environmentally friendly and renewable, and it is an alternative to internal combustion engines in transportation with the use of fuel cell technology. In this study for hydrogen production, titanium dioxide nano structured electrodes are prepared with anodic oxidation method and Ni, Co and binary NiCo coatings are made with electrodeposition and hydrogen evolution behavior of prepared electrodes are investigated in basic medium. Surface characterization of electrodes was determined by SEM and CV techniques and catalytic activity was determined by using three electrode techniques from cathodic current-potential and Nyquist diagrams. Hydrogen gas volumes were measured by electrolysis using a constant 3 V potential for 30 minutes. According to obtained results, modification of Ti surface with titanium dioxide nanotube structured and with deposition of NiCo at the mole ratio of 2:8 for 10 mins, current density raised from 0,2 mA cm-2 to 71,7 mA cm-2 and polarization resistance declined from 843,8 Ω cm2 to 0,6 Ω cm2 at -1,35 V. As for hydrogen gas volumes raised from 25 mL cm-2 to 68 mL cm-2