HİDROJEN ÇIKIŞ REAKSİYONU İÇİN ETKİLİ BİR ELEKTROKATALİZÖR OLARAK Pt MODİFİYE EDİLMİŞ BAKIR KAPLI BAKIR

Abstract

Günümüzde Dünya enerji ihtiyacının %80’i fosil yakıtlardan karşılanmaktadır. Çevre kirliliği, küresel ısınma, artan nüfus ve kaynakların sürdürülebilir olmaması yeni ve bunların yerine sürdürülebilir enerji kaynaklarının kullanımının zorunlu hale getirmektedir. Hidrojen bunlar arasında sürdürülebilir, karbon içermeyen ve çevre dostu bir enerji taşıyıcısı olarak ortaya çıkmaktadır. Hidrojen üretimi için, su en bol bulunan kaynak olduğu için, su elektroliz ile yüksek saflıkta hidrojene ve oksijene parçalanmaktadır. Suyun elektrolizi için etkili, verimi yüksek ve ucuz katalizörlerin kullanılması ihtiyaçtır. Katotta meydana gelen hidrojen çıkış reaksiyonu (HER) için platin (Pt) en etkili katalizör olmasına karşın, malesef yüksek fiyatı ve sınırlı rezervi nedeniyle alternatif katalizörlerin araştırılması gerekmektedir. Doğrudan Pt’nin kullanımının yerine, kullanılan katalizörlere eser miktarda Pt eklenmesi katalizörlerin etkinliğini, verimini ve hidrojen üretimini arttırmaktadır. Bu çalışmada bakır yüzeyi, daha geniş bir yüzey alanı elde etmek için bakır ile kaplanıp, üzeri eser miktarda da Pt ile modifiye edilerek oluşturulan Cu/Cu-Pt elektrotun1 M KOH ortamında hidrojen çıkış reaksiyon özelliği araştırılmıştır. Bunun için yüzey karakterizasyonu dönüşümlü voltametri (CV) ile HER etkinliği ise katodik akım potansiyel eğrileri, elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) ve CV teknikleri ile incelenmiştir. Katalizör 6 saat boyunca 1 M KOH çözeltisinde kronoamperometri tekniği ile kararlılık ve dayanıklılık testine tabi tutulmuştur. Ayrıca, hazırlanan katalizörün aynı ortamdaki korozyon davranışı anodik akım-potansiyel eğrisi ve 5 gün boyunca lineer polarizasyon direnci (LPR) ve EIS teknikleri ile incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre bakır yüzeyi bakır ile kaplanarak geniş yüzey alan elde edilmiştir. Eser oranda yüzey Pt ile modifiye edilmesi ise HER karakteristiğini arttırmıştır. Uzun zaman kararlılık testine göre katalizör, kararlı ve dayanıklı yapı sergilemiştir. Dolayısıyla hazırlanan Cu/Cu-Pt katalizörü elektroliz sistemleri için katot malzemesi olarak önerilebilir