Development of multi metal oxide photo-electrodes for energy applications
Enerji uygulamaları için çoklu metal oksit foto-elektrotların geliştirilmesi
- Tez No: 631172
- Danışmanlar: DOÇ. ENGİN KARABUDAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Kimya, Energy, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Elektrokatalizör, Sürdürülebilir enerji, Electrocatalyst, Sustainable energy
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yapay fotosentez ile suyun ayrıştırılması yöntemi, su ve güneş ışığı enerjisini kullanarak yenilenebilir enerji kaynağı olan hidrojen elde edilmesini sağlar. Suyun elektrolitik ayrıştırılması yöntemi mekanizma olarak yavaş ve verimi düşük olduğundan markette halihazırda kullanılmakta olan fosil yakıtlarla yarışmakta yetersiz kalır. Bu sebepten dolayı, katalizörler kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı katalizör olarak kullanılan iridyum ve platin gibi soy metaller yerine yer yüzünde bulunma yüzdesi fazla olan ve düşük maliyetli katalizörler sentezlemektir. ABO3 tipi perovskit yapıları bu kritere uymakla birlikte elektrokimyasal aktiviteleri açısından da daha önceki çalışmalarda kendilerini kanıtlamışlardır. Özellikle Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ (BSCF), su ayrışması katalizörleri arasında en verimlisi olarak kabul edilen iridyum oksitten daha yüksek verim sağladığından dolayı bu çalışmanın ana konusu olarak tercih edilmiştir. BSCF'nin kararlılık ve katalitik aktivitesini arttırmak için, kristalin B atom grubuna yabancı atomlar eklenmiştir. Hidrojen çıkış reaksiyonlarına yönelik aktivitenin arttırılması için yapıya mangan, çinko ve bakır eklenirken, oksijen çıkış reaksiyonlarına yönelik aktivite çalışmalarında gümüş atomları eklenmiştir. Çalışmada kullanılan bütün perovskitler Sol-Jel metoduna göre sentezlenip, kompleksleştirici olarak EDTA – Sitrat kullanılmıştır. Elektrokimyasal karakterizasyonlar için, sentezlenen toz yapıları mürekkep haline getirildikten sonra nikel köpüğün üzerine damlatılarak kaplanmıştır. Elektrokimyasal ölçümler alkali ortamda alınırken üçlü elektrot konfigürasyonu kullanılmıştır. Yapısal ve yüzeysel karakterizasyonlar için XRD, XPS BET ve SEM analizleri kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
Water splitting via artificial photosynthesis uses only sunlight and water to produce hydrogen and oxygen. Hydrogen can be used as a green energy source. To be able this reaction to occur there is a catalyst needed as reaction center. Platinum and Iridium are the state-of-art catalyst used for water splitting reactions. The goal of this study is to develop an earth abundant, highly stable and efficient catalyst as an alternative to noble metal catalysts. For this purpose, ABO3 type perovskites was chosen to study for their abundancy and proven electrochemical efficiencies. BSCF was chosen as the starting point of this study because it is known for its great catalytic activity compared to state-of-art catalysts such as Iridium Oxide. To enhance the stability and catalytic activity of synthesized perovskite oxides, several foreign atoms (dopants) were introduced to their structure from B-site. Each perovskite was synthesized by the EDTA-Citrate complexing Sol-Gel method. Also, for dopants, cost-efficient and electron conductive elements was chosen in each study. As HER catalysts, manganese, zinc, and copper were introduced to BSCF structure as dopant, while for OER, silver was used as a dopant. In this study, catalytic activities and stabilities were tested by electrochemical methods. All electrochemical measurements were performed in alkaline media by three-electrode configurations. Perovskite oxides were prepared by the coating of their inks on Ni foam substrates by drop coating for HER and OER activity measurements by electrochemical methods. For the bulk and surface characterization of synthesized perovskite oxide powders, SEM, XRD, XPS, and BET analysis was performed.
Benzer Tezler
- Kobalt ftalosiyanin ve kobaltoksim komplekslerinin fotokimyasal ve elektrokimyasal incelenmesi
Photochemical and electrochemical investigation of cobalt phtalocynanine – cobaltoximes complexes
AYKUT DEMİR
- Tellürit sistemlerin camlaşma davranışlarının,cam özelliklerinin ve termokromik davranışlarının incelenmesi
Investigation of glass formation behavior, glass properties and thermochromic behavior of tellurite systems
MİRAY ÇELİKBİLEK
Doktora
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYLA AYDIN
- Development and characterization of ceramic nanofiber membranes for dye removal from textile wastewater
Tekstil atıksularından boya giderimi için seramik nanofiber membranların geliştirilmesi ve karakterizasyonu
NURAY YERLİ SOYLU
Doktora
İngilizce
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- Molten salt assisted self-assembly process: Synthesis of mesoporous transition metal oxide thin films and cdse sensitized tio2 photoanodes
Eriyik tuz yardımlı kendiliğinden oluşma (Eyko) yöntemi: Mezogözenekli geçiş metal oksit ince filmlerin ve cdse duyarlı tio2 foto-anotların sentezi
MUAMMER YUSUF YAMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER DAĞ
- Development of binary metal catalysts for production of hydrogen by dehydrogenation of formic acid
Formik asit dehidrojenasyonu ile hidrojen üretimi için ikili metal katalizörlerin geliştirilmesi
MAJID AHMED AHMED AL-QURAHI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ALİ TUNCEL