Doğrudan metanollü yakıt pillerinde kullanılmak üzere bakır içerikli anot malzemelerinin geliştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada Cu, Mo (C/Cu, C/Mo) karbon keçe elektrot yüzeyine elektrokimyasal olarak kaplanmıştır. Belirlenen uygun çöktürme akımı ve metal miktarında Mo ve Cu farklı oranlarda çöktürülerek (C/MoCu) elektrotun katalitik etkisi daha da arttırılmaya çalışılmıştır. Elektrotların yüzey yapıları taramalı elektron mikroskopu (SEM) ile incelenmiş, elektrot yüzeylerinin kimyasal bileşimleri ise enerji dağılımlı X-ray spektroskopisi (EDX) ile belirlenmiştir. Hazırlanan elektrotlar anot olarak kullanılmış ve 1 M metanol içeren 0,1 M KOH çözeltisinde dönüşümlü voltametri (DV), elektrokimyasal impedans spektrokopisi (EIS), kronoamperometri (CA) teknikleri kullanılarak metanol oksidasyonuna katalitik etkileri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre Mo ve Cu metallerinin C elektrot yüzeyine çöktürülmesi elektrotun metanol oksidasyonuna katalitik etkisini arttırmaktadır. C yüzeyine Mo ve Cu bir arada çöktürüldüğünde elektrotun katalitik etkisi daha da artmaktadır. MoCu ikili katalizörlerin elektrokatalitik etkisi çöktürülen metal oranlarına bağlı olmaktadır. En iyi metanol elektrooksidasyon etkinliği, çöktürme banyosunda Mo ve Cu mol oranının 1:0,1 olduğu C/MoCu elektrotta elde edilmiştir. Bu elektrotun metanol elektrooksidasyonuna katalitik etkisi zamanla hemen hemen sabit kalmıştır.

In this study, Mo and Cu metals with various amounts at different deposition currents were electrochemically deposited over a carbon felt electrode (C) which has high surface area (C/Cu, C/Mo). In order to enhance catalytic effect of the electrode, MoCu binary coatings with various metal ratios were prepared over the C felt electrode (C/MoCu) at determined optimum deposition current and total metal amounts. The surface morphologies were examined by scanning electron microscopy (SEM), and the chemical composition of the surfaces were determined by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The prepared electrodes were used as anode, and their catalytic activities for methanol electrooxidation were investigated in 0.1 M KOH solution in the presence of 1 M methanol with the help of cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and chronoamperometry (CA) techniques. The data obtained showed that the deposition of Cu and Mo metals over the C electrode enhances the methanol electrooxidation activity of the electrode. The co-deposition of small amount of Mo and Cu could further enhance methanol electrooxidation activity of the electrode. The electrocatalytic activity of the binary CoMo catalysts depends on metal ratios of the deposited metals. The C/MoCu electrode with 1:0.1 metal ratio of Mo and Cu in the bath solution has the best methanol electrooxidation activity among the studied electrodes. The catalytic activity of this electrode for methanol electrooxidation nearly remained the same as a function of operation time.