{"id":1706,"date":"2019-05-22T02:47:38","date_gmt":"2019-05-22T02:47:38","guid":{"rendered":"http:\/\/www.meetyoucarbide.com\/single-post-electrochemical-characterization-of-catalytic-materials\/"},"modified":"2020-05-04T13:12:07","modified_gmt":"2020-05-04T13:12:07","slug":"electrochemical-characterization-of-catalytic-materials","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/katalitik-malzemelerin-elektrokimyasal-karakterizasyonu\/","title":{"rendered":"Katalitik malzemelerin elektrokimyasal karakterizasyonu"},"content":{"rendered":"
\n
\n
Elektrokatalitik reaksiyon teknolojisi, bu enerji d\u00f6n\u00fc\u015f\u00fcm\u00fc ve \u00e7evresel ar\u0131tma yollar\u0131n\u0131 y\u00f6nlendiren kilit y\u00f6ntemlerden biridir.<\/div>\n
Son y\u0131llarda toplumun geli\u015fmesi ve insanl\u0131\u011f\u0131n ilerlemesi ile birlikte giderek ciddile\u015fen enerji ve \u00e7evre sorunlar\u0131 d\u00fcnya \u00e7ap\u0131nda acilen \u00e7\u00f6z\u00fclmesi gereken bir sorun haline gelmi\u015ftir. \u0130nsanlar, yeni enerji kaynaklar\u0131n\u0131n etkin kullan\u0131m\u0131na ve \u00e7evrenin uzun vadeli ar\u0131tma y\u00f6ntemlerine kendini adam\u0131\u015ft\u0131r. Enerji d\u00f6n\u00fc\u015f\u00fcm\u00fcn\u00fc ve \u00e7evresel ar\u0131tmay\u0131 te\u015fvik etmeye y\u00f6nelik mevcut etkili ara\u015ft\u0131rma y\u00f6ntemleri, yak\u0131t h\u00fccresi geli\u015ftirme, hidrojen \u00fcretimi, CO2 kayna\u011f\u0131, egzoz gaz\u0131n\u0131n organik Katalitik d\u00f6n\u00fc\u015f\u00fcm\u00fc gibi bir\u00e7ok y\u00f6n\u00fc i\u00e7erir. Teorik bir k\u0131lavuz olarak elektrokimyasal test y\u00f6ntemleri, elektrokataliz\u00f6r performans\u0131n\u0131n geli\u015ftirilmesi i\u00e7in rasyonel bir yorumlama y\u00f6ntemi sa\u011flar. Bu makale, \u00e7e\u015fitli elektrokimyasal reaksiyonlarda yayg\u0131n olarak kullan\u0131lan elektrokimyasal test y\u00f6ntemlerini \u00f6zetlemektedir.<\/div>\n
\u015eekil 1 S\u00fcrd\u00fcr\u00fclebilir enerji d\u00f6n\u00fc\u015f\u00fcm\u00fc elektrokatalitik s\u00fcreci<\/div>\n

\"\"<\/p>\n

1.d\u00f6ng\u00fcsel voltametri<\/h2>\n
D\u00f6ng\u00fcsel Voltametri (CV), bilinmeyen elektrokimyasal sistemleri de\u011ferlendirmek i\u00e7in en yayg\u0131n kullan\u0131lan ara\u015ft\u0131rma y\u00f6ntemidir. Esas olarak elektrot potansiyelinin farkl\u0131 h\u0131zlarda kontrol edilmesi ve zamanla \u00fc\u00e7gen dalga formu ile bir veya daha fazla kez taranmas\u0131yla elde edilir. Ak\u0131m-potansiyel e\u011frisi (iE). Farkl\u0131 potansiyel aral\u0131klar\u0131nda elektrotlarda d\u00f6n\u00fc\u015f\u00fcml\u00fc olarak farkl\u0131 indirgeme ve oksidasyon reaksiyonlar\u0131 meydana gelebilir. Elektrot reaksiyonunun tersine \u00e7evrilebilirli\u011fi, e\u011frinin \u015fekline g\u00f6re de\u011ferlendirilebilir; reaktanlar\u0131n adsorpsiyon ve desorpsiyon zirveleri, elektrokataliz\u00f6r\u00fc spesifik potansiyel aral\u0131\u011f\u0131na g\u00f6re de\u011ferlendirmek i\u00e7in kullan\u0131labilir. Katalitik olarak aktif alan, karma\u015f\u0131k elektrot reaksiyonlar\u0131 hakk\u0131nda faydal\u0131 bilgiler elde etmek i\u00e7in de kullan\u0131labilir.<\/div>\n
\u015eekil 1.1 Mevcut potansiyel yan\u0131t e\u011frisinin taranmas\u0131<\/div>\n

\"\"<\/p>\n

\u015eekil 1.1'de g\u00f6sterildi\u011fi gibi, ilk yar\u0131n\u0131n potansiyeli katoda do\u011fru taran\u0131r ve bir indirgeme dalgas\u0131 olu\u015fturmak i\u00e7in elektroaktif madde elektrot \u00fczerinde indirgenir. \u0130kinci yar\u0131n\u0131n potansiyeli anoda do\u011fru tarand\u0131\u011f\u0131nda, indirgeme \u00fcr\u00fcn\u00fc bir oksidasyon dalgas\u0131 olu\u015fturmak i\u00e7in elektrot \u00fczerinde tekrar oksitlenir. D\u00f6ng\u00fcsel voltametri iE e\u011frisinin iki yararl\u0131 parametresi, tepe ak\u0131m oran\u0131 ipa\/ipc ve tepe potansiyel fark\u0131 Epa-Epc'dir. Kararl\u0131 \u00fcr\u00fcn\u00fcn Nernst dalgas\u0131 i\u00e7in, tarama h\u0131z\u0131ndan, dif\u00fczyon katsay\u0131s\u0131ndan ve kom\u00fctasyon potansiyelinden ba\u011f\u0131ms\u0131z olarak tepe ak\u0131m oran\u0131 ipa\/ipc = 1'dir. Katot taramas\u0131 durduruldu\u011funda, ak\u0131m 0'a d\u00fc\u015f\u00fcr\u00fcl\u00fcr ve ard\u0131ndan ters tarama yap\u0131l\u0131r. Elde edilen iE e\u011frisi, katot e\u011frisi ile tamamen ayn\u0131d\u0131r, ancak I koordinat\u0131 ile E koordinat\u0131n\u0131n z\u0131t y\u00f6n\u00fcnde \u00e7izilir. ipa\/ipc oran\u0131 1'den sapar ve elektrot i\u015fleminin homojen kinetik veya di\u011fer komplikasyonlar\u0131 i\u00e7eren tamamen tersine \u00e7evrilebilir bir reaksiyon s\u00fcreci olmad\u0131\u011f\u0131n\u0131 g\u00f6sterir. Reaksiyon tepe y\u00fcksekli\u011fi ve tepe alan\u0131, elektroaktif t\u00fcrlerin konsantrasyonu veya birle\u015ftirilmi\u015f homojen reaksiyonun h\u0131z sabiti gibi sistem parametrelerini tahmin etmek i\u00e7in kullan\u0131labilir. Bununla birlikte, CV e\u011frisi ideal bir nicel y\u00f6ntem de\u011fildir ve g\u00fc\u00e7l\u00fc kullan\u0131m\u0131 daha \u00e7ok niteliksel yar\u0131 niceliksel Yarg\u0131lama yetene\u011findedir.<\/div>\n

2. darbe voltametrisi<\/h2>\n
Darbe voltametrisi, polarografik elektrotlar\u0131n davran\u0131\u015f\u0131na dayanan bir elektrokimyasal \u00f6l\u00e7\u00fcm y\u00f6ntemidir. \u00c7e\u015fitli ortamlarda redoks s\u00fcrecini, y\u00fczey malzemelerinin kataliz\u00f6r malzemeleri \u00fczerinde adsorpsiyonunu ve kimyasal olarak de\u011fi\u015ftirilmi\u015f elektrotlar\u0131n y\u00fczeyinde elektron transfer mekanizmas\u0131n\u0131 incelemek i\u00e7in kullan\u0131l\u0131r. Alg\u0131lama \u00f6zellikle etkilidir. Darbe voltametrisi, voltaj\u0131n taranma \u015fekline ba\u011fl\u0131 olarak ad\u0131m voltametrisini, geleneksel darbe voltametrisini, diferansiyel darbe voltametrisini ve kare dalga voltametrisini i\u00e7erir. Bunlar\u0131n aras\u0131nda, ad\u0131m voltametrisi potansiyel s\u00fcp\u00fcrme y\u00f6ntemine benzer ve \u00e7o\u011fu sistemin daha y\u00fcksek \u00e7\u00f6z\u00fcn\u00fcrl\u00fckl\u00fc (\u0394E < 5 mV) ad\u0131m volt-ampere tepkisi, ayn\u0131 tarama h\u0131z\u0131n\u0131n do\u011frusal tarama deney sonu\u00e7lar\u0131na \u00e7ok benzer.<\/div>\n

3. elektrokimyasal empedans spektroskopisi<\/h2>\n
Elektrokimyasal empedans spektroskopisi, elektrokimyasal sisteme bozulmu\u015f bir elektrik sinyali uygulamakt\u0131r. Do\u011frusal tarama y\u00f6nteminden farkl\u0131 olarak, elektrokimyasal sistem denge durumundan uzaktad\u0131r ve daha sonra sistemin yan\u0131t\u0131 g\u00f6zlemlenir ve yan\u0131t elektrik sinyali ile sistemin elektrokimyasal \u00f6zellikleri analiz edilir. Elektrokimyasal empedans spektroskopisi genellikle PEM yak\u0131t h\u00fccrelerinde ORR reaksiyonunu analiz etmek, de\u011ferlendirmek, kataliz\u00f6r malzemesinin y\u00fczeyindeki dif\u00fczyon kayb\u0131n\u0131 karakterize etmek, omik direnci tahmin etmek ve de\u011ferlendirmek ve optimize etmek i\u00e7in y\u00fck transfer empedans\u0131 ve \u00e7ift katmanl\u0131 kapasitans \u00f6zelliklerini belirlemek i\u00e7in kullan\u0131l\u0131r. membran elektrot tertibat\u0131.<\/div>\n
Empedans spektrumu genellikle bir Bode diyagram\u0131 ve bir Nyquist diyagram\u0131 \u015feklinde \u00e7izilir. Bode diyagram\u0131nda, empedans\u0131n b\u00fcy\u00fckl\u00fc\u011f\u00fc ve faz\u0131 frekans\u0131n bir fonksiyonu olarak \u00e7izilir; Nyquist diyagram\u0131nda, empedans\u0131n sanal k\u0131sm\u0131, ger\u00e7ek k\u0131sma g\u00f6re her frekans noktas\u0131nda \u00e7izilir. Y\u00fcksek frekansl\u0131 ark, kataliz\u00f6r tabakas\u0131n\u0131n \u00e7ift katmanl\u0131 kapasitans\u0131, etkin y\u00fck transfer empedans\u0131 ve k\u00fctle transferi taraf\u0131ndan \u00fcretilen empedans\u0131 yans\u0131tan omik direncin kombinasyonunu yans\u0131t\u0131r. Belirli bir sistem i\u00e7in, iki b\u00f6lge bazen iyi tan\u0131mlanmam\u0131\u015ft\u0131r.<\/div>\n
\u015eekil 3.1 Elektrokimyasal sistemin empedans spektrumu<\/div>\n

\"\"<\/p>\n

\u015eekil 3.1, kinetik kontrol ve k\u00fctle transferi kontrol\u00fcn\u00fcn u\u00e7 \u00f6zelliklerini g\u00f6stermektedir. Ancak, verilen herhangi bir sistem i\u00e7in iki b\u00f6lge muhtemelen iyi tan\u0131mlanmam\u0131\u015ft\u0131r. Belirleyici fakt\u00f6r, y\u00fck transfer direnci ile iletim empedans\u0131 aras\u0131ndaki ili\u015fkidir. Kimyasal sistem kinetikte yava\u015fsa, \u00e7ok s\u0131n\u0131rl\u0131 bir frekans b\u00f6lgesine sahip gibi g\u00f6r\u00fcnen b\u00fcy\u00fck bir Rct g\u00f6sterecektir. Sistem dinamik oldu\u011funda, Malzeme transferi her zaman \u00f6nc\u00fc bir rol oynar ve yar\u0131m daire alanlar\u0131 tan\u0131mlamak zordur.<\/div>\n

4. kronoamperometri<\/h2>\n
Kronoamperometri y\u00f6ntemi, kataliz\u00f6r y\u00fczeyinin adsorpsiyonunu ve dif\u00fczyonunu de\u011ferlendirmek i\u00e7in kullan\u0131labilen bir ge\u00e7ici kontrol y\u00f6ntemidir. Kronoamperometri e\u011frisi, ak\u0131m yan\u0131t sinyalinin zaman i\u00e7indeki de\u011fi\u015fimini \u00f6l\u00e7mek i\u00e7in elektrokimyasal sisteme potansiyel bir ad\u0131m uygulanarak elde edilir. Bir potansiyel ad\u0131m\u0131 verildi\u011finde, temel dalga formu \u015eekil 4.1(a)'da g\u00f6sterilir ve kat\u0131 elektrotun y\u00fczeyi bir elektroaktif malzeme ile analiz edilir. Potansiyel ad\u0131m uyguland\u0131ktan sonra, elektrotun y\u00fczeyine yak\u0131n elektroaktif t\u00fcrler ilk olarak kararl\u0131 bir anyon radikaline indirgenir, bu da proses hemen ad\u0131m an\u0131nda ger\u00e7ekle\u015fti\u011finden b\u00fcy\u00fck bir ak\u0131m gerektirir. Bundan sonra akan ak\u0131m, elektrot y\u00fczeyi aktif malzemesinin tamamen indirgendi\u011fi ko\u015fullar\u0131 korumak i\u00e7in kullan\u0131l\u0131r. \u0130lk indirgeme, elektrot y\u00fczeyi ile y\u0131\u011f\u0131n \u00e7\u00f6zelti aras\u0131nda bir konsantrasyon gradyan\u0131na (yani konsantrasyon) neden olur ve b\u00f6ylece aktif malzeme, s\u00fcrekli olarak y\u00fczeye do\u011fru yay\u0131lmaya ve elektrota yay\u0131lmaya ba\u015flar. Y\u00fczeydeki aktif madde an\u0131nda tamamen azal\u0131r. Dif\u00fczyon ak\u0131\u015f\u0131, yani ak\u0131m, elektrot y\u00fczeyinin konsantrasyon gradyan\u0131 ile orant\u0131l\u0131d\u0131r. Bununla birlikte, reaksiyon ilerledik\u00e7e, toplu \u00e7\u00f6zeltideki aktif malzemenin elektrot y\u00fczeyine do\u011fru s\u00fcrekli olarak yay\u0131ld\u0131\u011f\u0131 ve konsantrasyon gradyan b\u00f6lgesinin yava\u015f yava\u015f y\u0131\u011f\u0131n \u00e7\u00f6zeltiye do\u011fru uzanmas\u0131na ve kat\u0131 elektrotun y\u00fczey konsantrasyon gradyan\u0131n\u0131n kademeli olarak artmas\u0131na neden oldu\u011fu not edilir. k\u00fc\u00e7\u00fcl\u00fcr (t\u00fckenir) ve ak\u0131m yava\u015f yava\u015f de\u011fi\u015fir. k\u00fc\u00e7\u00fck. Konsantrasyon da\u011f\u0131l\u0131m\u0131 ve zamana kar\u015f\u0131 ak\u0131m, \u015eekil 4.1(b) ve \u015eekil 4.1(c)'de g\u00f6sterilmektedir.<\/div>\n
\u015eekil 4.1 (a) Ad\u0131m deneysel dalga formu, reaktan O, potansiyel E1'de reaksiyona girmez, E2'de dif\u00fczyon limit h\u0131z\u0131nda azal\u0131r; (b) farkl\u0131 zamanlarda konsantrasyon da\u011f\u0131l\u0131m\u0131; (c) ak\u0131ma kar\u015f\u0131 zaman e\u011frisi<\/div>\n

\"\"<\/p>\n

5.d\u00f6ner disk elektrot teknolojisi<\/h2>\n
D\u00f6ner disk elektrot (RDE) teknolojisi, kataliz\u00f6r y\u00fczeyinin birle\u015ftirilmi\u015f homojen reaksiyonunun incelenmesinde \u00e7ok faydal\u0131d\u0131r, b\u00f6ylece kataliz\u00f6r\u00fcn y\u00fczeyindeki elektrokimyasal reaksiyon, nispeten sabit bir durum alt\u0131nda ger\u00e7ekle\u015ftirilir. RDE, gaz\u0131n \u00e7\u00f6zeltiye kolayca dif\u00fczyonu gibi daha yava\u015f dif\u00fczyona sahip maddeleri kontrol edebilir ve dif\u00fczyon tabakas\u0131n\u0131n ak\u0131m yo\u011funluk da\u011f\u0131l\u0131m\u0131 \u00fczerindeki etkisini azalt\u0131r. B\u00f6ylece, elektrokimyasal analiz s\u00fcreci i\u00e7in faydal\u0131 olan, yakla\u015f\u0131k olarak sabit durumda olan kararl\u0131 bir ak\u0131m yo\u011funlu\u011fu elde edilir; RDE, d\u00f6nme h\u0131z\u0131n\u0131 ayarlayarak elektrolitin elektrot y\u00fczeyine ula\u015ft\u0131\u011f\u0131 h\u0131z\u0131 kontrol edebilir ve farkl\u0131 d\u00f6nme h\u0131zlar\u0131nda elektrokatalitik reaksiyon s\u00fcrecinin parametrelerini \u00f6l\u00e7ebilir. analiz.<\/div>\n
\u0130nsanlar, elektrokatalitik reaksiyonlar\u0131n karakterizasyonu i\u00e7in baz\u0131 temel y\u00f6ntemlerin kullan\u0131m\u0131n\u0131n vurgulanmas\u0131na ek olarak, temiz enerji d\u00f6n\u00fc\u015f\u00fcm\u00fc i\u00e7in geli\u015fmi\u015f elektrokataliz\u00f6rler geli\u015ftirmeye daha fazla ilgi duymaya ba\u015flad\u0131k\u00e7a, ilgili olanlar\u0131 belirlemek i\u00e7in her reaksiyonun temel ad\u0131mlar\u0131n\u0131n daha fazla incelenmesi gerekmektedir. ara \u00fcr\u00fcnler, ara \u00fcr\u00fcn\u00fcn y\u00fczeyi ve her bir temel reaksiyon ad\u0131m\u0131n\u0131n enerjisi. Elektrokimyasal y\u00f6ntemlerin incelenmesi, proton\/elektron transferinin temel temel ad\u0131mlar\u0131nda yer alan kinetik ve reaksiyon engelleri gibi \u015fimdiye kadar bilinmeyen elektrot-elektrolit aray\u00fcz\u00fc hakk\u0131nda hala bir\u00e7ok ayr\u0131nt\u0131 gerektirir; \u00e7\u00f6z\u00fcc\u00fclerin, katyonlar\u0131n ve reaksiyon aray\u00fczlerinin yak\u0131n\u0131nda. Anyonun atomik, molek\u00fcler d\u00fczeyde durum tan\u0131m\u0131; ve elektrokimyasal reaksiyon s\u00fcreci boyunca daha h\u0131zl\u0131 ve daha verimli ger\u00e7ek zamanl\u0131 sinyal toplama y\u00f6ntemleri hala elektrokatalitik reaksiyonlar\u0131n \u00f6n saflar\u0131nda yer almaktad\u0131r. \u00d6zetle, elektrokimyasal karakterizasyon y\u00f6ntemlerinin derinlemesine incelenmesi, yeni y\u00fcksek verimli kataliz\u00f6r sistemlerinin geli\u015ftirilmesi i\u00e7in yol g\u00f6sterici bir strateji sa\u011flar.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Electrocatalytic reaction technology is one of the key methods driving these energy conversion and environmental purification pathways. In recent years, with the development of society and the progress of mankind, increasingly serious energy and environmental problems have become a worldwide problem that needs to be solved urgently. People are committed to the effective use of…<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"class_list":["post-1706","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-materials-weekly"],"jetpack_featured_media_url":"","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1706","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1706"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1706\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1706"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1706"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1706"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}