Abstract:
Rejeneratif yakıt hücreleri için çok önemli adımları olan hidrojen/oksijen evrimi
(HER/OER) ve oksijen indirgeme reaksiyonlarının (ORR) düşük maliyetli, yüksek dayanıklılığa
sahip ve yüksek performanslı elektrokatalitik malzemelerin geliştirilmesine ihtiyaç
duyulmaktadır. Pt esaslı, RuO2 ve IrO2 malzemeler bu amaç için yaygın olarak kullanılsa da,
istenilen özelliklerde alternatif malzemelere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu bağlamda sol-jel yöntemi
ile sentezlenen lantan bazlı perovskitlerin elektrokimyasal özelliklerini çalıştık.
La0.60Dy0.10Sr0.30Mn(1-x)BixO3 perovskit yapısında, A bölgesine %10 Dy ve %30 Sr ve B bölgesine
az miktarda Bi (x: 0, 0.03 ve 0.1) katkılanmasını oda sıcaklığında 1 M KOH alkali ortamda HER,
OER ve ORR araştırdık. Katkılanmamış ve %3 Bi katkılanmış örnekler zayıf HER aktiviteleri
sergilerken, yapıdaki %10 Bi'nin etkisi başlangıç potansiyelini -1,389 V'tan -1,036 V'a düşürerek
(Ag/AgCl'ye karşı) ve spesifik akımı yoğunluğunu -13,3 mA cm-2'den -121,8 mA cm-2'ye -1,4
V'ta arttışını sağladı. Benzer şekilde OER aktivitesi de %10 Bi sayesinde iyileşmiş ve başlangıç
potansiyeli ve özgül akım yoğunluğu sırasıyla 0,758 V ve 88,3 mA cm-2 olarak bulunmuştur.
Büyük Tafel eğimleri, ORR mekanizmasının yapıda gerçekleşebildiğini ancak yavaş bir hızda
olduğunu göstermektedir. Yapıya %10 Bi ilavesi 19,3 kΩ gibi çok yüksek bir direnç ile
sonuçlanmış ve katalizörlerde oluşan iyon iletim yollarından dolayı 3,5 kΩ gibi istenen bir değere
düşmüştür.
