DOĞRUDAN METANOLLÜ YAKIT PİLLERİ İÇİN MANGO ÇEKİRDEĞİNDEN ELEKTROKATALİZÖR HAZIRLANMASI

Abstract

ÖZET Katalizörler doğrudan metanollü yakıt pillerinin (DMYP) performansını direkt olarak etkileyen önemli ekipmanlardır. Uygun elektrokatalizörlerin kullanımı DMYP’lerinin verimliliğini arttırabilmektedir. Platin bazlı elektrokatalizörlerin bu işlem için yüksek verimliliğe sahip olmasına rağmen maliyetleri yüksek ve kaynakları kısıtlıdır. Bunun yanında CO zehirlenmesine maruz kalması da bir diğer dezavantajı olarak sayılabilir. Bu çalışmadan mango çekirdeğinin (MC) özütü etanol çözücü içerisinde hazırlanarak bakır metalinin üzerinde kendiliğinden biriken tek tabakalı (SAM) filmler oluşturulmuştur. Bakırın MC-SAM ile modifiye edilmesiyle elde edilen Cu/MC-SAM elektrokatalizörünün DMYP’lerde meydana gelen metanol oksidasyonuna katkısı kaplamasız bakır ile kıyaslanarak tartışılmıştır. Kaplamasız bakırın ve Cu/MC-SAM’in yüzey morfolojileri SEM, AFM ve EDX haritalama yöntemleriyle karakterize edilmiştir. Elektrokatalitik aktiviteleri ve stabiliteleri, 1.0 M metanol içeren alkali çözelti ile döngüsel voltametri (CV), Nyquist eğrileri ve kronoamperometri (CA) testleri ile değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, etanol çözücü içinde MC özütünden bakır yüzey üzerinde dayanıklı ve homojen bir MC-SAM filminin oluştuğunu göstermiştir. MC-SAM filminin metanol elektrooksidasyon reaksiyonu için oldukça elektroaktif özellik sergilediği görülmüştür. Ülkemizde de yetiştiriciliği yapılan ve ekonomik değeri gün geçtikçe artan mangodan elde edilen MC, metanol elektrooksidasyon reaksiyonları için anot malzemelerinin hazırlanmasında tercih edilebilir.

ABSTRACT Catalysts are important equipment that directly affect the performance of direct methanol fuel cells (DMFC). The use of suitable electrocatalysts can increase the efficiency of DMFCs. Although platinum-based electrocatalysts have high efficiency for this process, they have high costs and limited resources. In addition, CO poisoning is another disadvantage. In this study, self-assembly monolayers (SAM) films on copper were formed by mango seed extract (MS) in ethanol solvent. The contribution of Cu/MS-SAM electrocatalyst obtained by modifying copper with MS-SAM to methanol oxidation in DMFCs was investigated by comparing it with bare copper. The surface morphology of bare copper and Cu/MS-SAM was characterized by SEM, AFM and EDX mapping methods. Their electrocatalytic activities and stability were evaluated by cyclic voltammetry (CV), Nyquist curves and chronoamperometry (CA) tests with alkaline solution containing 1.0 M methanol. The results showed that a durable and homogeneous MS-SAM film was formed on the copper surface from the MS extract in ethanol solvent. It has been observed that the MS-SAM film exhibits highly electroactive properties for the methanol electrooxidation reaction. MS obtained from mango, which is grown in our country and its economic value is increasing over time, can be used in the manufacture of anode materials for methanol electrooxidation reactions.