Fe-Pt çöktürülmüş karbon keçe elektrotun bazik ortamda hidrojen gazı çıkışına katalitik etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, geniş yüzey alanına sahip karbon keçe (C) yüzeyine elektrokimyasalolarak farklı miktarlarda ve kaplama akımlarında Fe çöktürülmüştür (C/Fe). Hidrojen gazıüretimi için en etkin olduğu belirlenen *C/Fe yüzeyine daha sonra farklı metal oranlarındave miktarlarda FePt bir arada çöktürülmüştür (C/Fe-FePt). Elektrotların yüzey görüntüleritaramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiş, kimyasal bileşimleri enerji dağılımlıX-ışını spektroskopisi (EDX) ile belirlenmiştir. Hazırlanan elektrotların hidrojen gazıüretimine katalitik etkileri 1 M KOH içinde incelenmiştir. Bu amaçla katodik akımpotansiyeleğrileri ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi teknikleri kullanılmıştır.Elde edilen sonuçlara göre C yüzeyine Fe çöktürülmesi elektrotun etkinliğiniarttırmaktadır. C/Fe yüzeyine çok az miktarda Fe ve Pt bir arada çöktürüldüğündeelektrotun hidrojen gazı çıkışına katalitik etkisi daha da artmaktadır. Elektrotların katalitiketkisi FePt metallerin oranına ve toplam miktarlarına bağlı olarak değişmektedir. Çalışılanelektrotlar içerisinde 25:75 oranında ve toplam 100 mg Fe+Pt/g C çöktürülmüş C/Fe-100Fe25Pt75 elektrotu hidrojen gazı üretimini en iyi katalizlemekte ve elektroliz ortamındazamanla oldukça kararlı olmaktadır.Anahtar Kelimeler: Hidrojen Enerjisi, Elektroliz, Karbon Keçe, Demir-Platin Katalizörü

In this study, Fe metal with various amounts at different deposition currents waselectrochemically deposited over a carbon felt (C) which has high surface area (C/Fe).Then, FePt binary coatings with various metal ratios and different total amounts wereprepared over the previously Fe-modified *C/Fe, which already determined to has highesthydrogen evolution activity (C/Fe-FePt). The surface morphologies were investigated byscanning electron microscopy (SEM), and the chemical composition of the surfaces weredetermined by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The hydrogen evolutionactivities of the electrodes were investigated in 1 M KOH solution. For this aim, cathodiccurrent-potential and electrochemical impedance spectroscopy measurements were used.The data obtained showed that, the modification of C by Fe electrodeposition enhances thehydrogen evolution activity of the electrode. The co-deposition of small amount of Fe andPt could further increases hydrogen evolution activity in comparison to those of Fe or Ptbinary deposition. The electrocatalytic activity of the FePt catalysts depends on metalratios as well as total catalyst amount. Among the studied electrodes, the C/Fe-100Fe25Pt75electrode with 25:75 (Fe:Pt) metal ratio and total 100 mg Fe+Pt/g C has the highesthydrogen evolution activity and this electrode is very stable in the electrolysis solution.Keywords: Hydrogen Energy, Electrolysis, Carbon Felt , Iron-Platinum Catalyst,