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

Abstract

Bu çalışmada, yüksek yüzey alanına sahip karbon keçe (C) yüzeyine elektrokimyasal olarak Ni, Pt ve farklı metal oranlarında ve miktarlarda NiPt bir arada çöktürülerek C/Ni, C/Pt/, C/Ni-NixPty elektrotlar hazırlamıştır. Hazırlanan elektrotlar, SEM, EDX ve dönüşümlü voltametri ile karakterize edilmiştir. Elektrotların hidrojen gazı çıkışına katalitik etkileri 1 M KOH çözeltisinde çalışılmıştır. Bu amaçla, çalışma elektrotları katot ve platin anot olmak üzere iki elektrot tekniği kullanılarak elektrotların ayrışma gerilimleri, hidrojen aşırı gerilimleri ve elektroliz sistemine sabit 3,0 V potansiyel belirli bir süre uygulanarak katotta açığa çıkan hidrojen gazı hacimleri ölçülmüştür. Elde edilen sonuçlara göre C yüzeyine metal çöktürülmesi ile elektrotun hidrojen gazı çıkışına katalitik etkisi artmaktadır. Ancak, C yüzeyine önce ince bir Ni filmi çöktürüldükten sonra bunun üzerine katalizör çöktürüldüğünde elektrotun katalitik etkisi daha da artmaktadır. Ni ve Pt bir arada çöktürüldüğünde tekli katalizörler ile kıyaslandığında daha etkin elektrotlar elde edilmektedir. NiPt ikili katalizörlerin etkinliği metal oranlarına ve çöktürülen toplam metal miktarına bağlı olarak değişmektedir. En iyi etkinlik 100 mg Ni+Pt (Ni:Pt=25:75)/1g C çöktürülmüş elektrotta elde edilmiştir. Uzun süreli elektroliz deneyleri 100 mg Ni+Pt çöktürülmüş C/Ni-Ni25Pt75 elektrotunun elektroliz sisteminde zamanla oldukça kararlı olduğu belirlenmiştir.

In this study, Ni, Pt and Ni-Pt binary catalysts with various metal ratios and amounts were electrochemically deposited over carbon felt (C) which has high surface area and C/Ni, C/Pt and C/Ni-NixPty electrodes were obtained. The electrodes obtained were characterized by cyclic voltammetry SEM and EDX techniques. The catalytic effect of catalysts prepared on hydrogen gas evolution was investigated in 1 M KOH solution. For this aim, electrolysis system, where working electrodes are cathode and Pt is anode, was utilized and discharge potentials, hydrogen overpotentials were determined and hydrogen gas volume was measured over the cathode over a certain time at 3.0 V constant potential. It was found that, catalytic effect of C on hydrogen gas evolution increases when Ni and Pt deposited over the felt. Moreover, when these metals were deposited over the previously deposited a thin Ni film much more catalytic effect is observed. The catalytic effect of NiPt binary catalysts are higher then those of binary deposits. The catalytic effect of binary NiPt deposits depends on metal ratios of Ni and Pt as well as total metal amounts. The best efficiency was obtained at 100 mg Ni+Pt (Ni:Pt=25:75)/1g C deposited electrode. The long-term electrolysis test showed that 100 mg Ni+Pt deposited C/Ni-Ni25Pt75 electrode is stabil over the electrolysis.