Synthesis and Characterization of Polymer Based Catalysts and Their Formic Acid Electrooxidation Activities

Abstract

Yakıt hücresi(FC)teknolojisi , kimyasal enerjinin elektrik enerjisine umut verici dönüşümü ile temiz ve verimli bir enerji üretimi sağlar. Formik asit (FA), oda sıcaklığında sıvı olduğu için doğrudan formik asit yakıt hücreleri (DFAFCs) için umut verici bir yakıttır. Çoğunlukla (doğrudan formik asit yakıt hücreleri) (DFAFC's) de kullanılan anot katalizörleri Pd (Pallidium) veya Pt(platinium)'dir. Literatürde CO'( karbon monoksit) yi tolere etmek için daha aktif ve sabit Pd(pallidium) anot katalizörlerinin tasarımı için birçok çalışma önerilmiştir. Böylece, CO direncini artırmak için Pd-bazlı anot katalizörler kullanılmıştır. Bununla birlikte, polimer esaslı Katalizörler daha önce FA yakıt hücrelerinde anot katalizörü olarak hiç kullanılmamıştı. Şu anda, Poly (akrilik asit), Poly (AA) ve Poly (metakrilik asit), Poly (MA) hazırlandı ve elektrotlar bu hidrojellerden yapılmıştır.Ayrıca, Pd katkılı Poly (AA) / G ve Poly (MA) / G elektrotlar elektrodepozisyon teknikleri kullanılarak hazırlandı ve FAEO faaliyetleri döngüsel voltametri, kronoamperometri ve elektrokimyasal spektroskopi empedans ile incelendi. Bu elektrotlar DT-TGA, FTIR ve SEM-EDX ile tanımlandı. Poly (AA), Poly (MA), Pd-Poly (AA) ve Pd-Poly (MA) 'nın başarıyla hazırlandığı görüldü. Poli (MA) / G elektrot, bir DFAFC anot katalizörü olarak ümit verici elektrokatalitik aktivite sergiler. Pd ile modifikasyon ile FAEO aktivitesi Poly (MA) / G ye arttı. Benzer şekilde, Poly (AA) üzerindeki Pd elektrodepozisyonu FAEO aktivitesini artırdı. Sonuç olarak, bu Pd katkılı Poli (AA) / G ve Poli (MA) / G elektrotlarının DFAFC'ler için umut verici elektrotlar olduğu açıktır.

Fuel cell (FC) technology provides a clean and efficient energy generation with the promising, transformation of chemical energy into electrical energy. Formic acid (FA) is a promising fuel for direct formic acid fuel cells (DFAFCs) because it is liquid at room temperature. The anode catalysts mostly employed in DFAFCs are either Pd or Pt. Many studies have been proposed for the design of more active and stable Pd anode catalysts to tolerate CO in the literature. Thus, Pd-based anode catalysts have been employed to increase CO resistance. However, polymer-based catalysts have never been used before as anode catalysts in FA fuel cells. At present, Poly (acrylic acid), Poly (AA), and Poly (methacrylic acid), Poly (MA), were prepared and electrodes were constructed from these hydrogels. Furthermore, Pd doped Poly (AA)/G and Poly (MA)/G electrodes were prepared by employing electrodeposition techniques, and their FAEO activities were examined via cyclic voltammetry, chronoamperometry, and electrochemical impedance spectroscopy. These electrodes were characterized by DT-TGA, FTIR, and SEM-EDX. It was observed that Poly (AA), Poly (MA), Pd-Poly (AA), and Pd-Poly (MA) were prepared successfully. Poly (MA)/G electrode exhibits promising electrocatalytic activity as a DFAFC anode catalyst. By the modification with Pd, the FAEO activity increased for Poly (MA)/G. Likewise, Pd electrodeposition on Poly (AA) increased its FAEO activity. In conclusion, it is clear that these Pd doped Poly (AA)/G and Poly (MA)/G electrodes are promising electrodes for DFAFCs.