Bazı perovskit tipi hidritlerin hidrojen depolama potansiyelinin yoğunluk fonksiyonel teorisi ile araştırılması
Investigation of the hydrogen storage potential of certain perovskite – type hydrides via density functional theory
- Tez No: 992302
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜLKÜ BAYHAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektronik özellikler, Hidrojen depolanması, Perovskitler, Örgü dinamiği, Electronic properties, Hydrogen storage, Perovskite, Lattice dynamics
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Küresel enerji talebindeki artış ve fosil yakıtların çevresel etkileri, yenilenebilir, sürdürülebilir ve temiz bir enerji taşıyıcısı olan hidrojene yönelik ilgiliyi arttırmıştır. Ancak, hidrojen enerjisi potansiyelinin pratik uygulamalara dönüştürülmesindeki başlıca engel hidrojenin güvenli ve yüksek yoğunlukta depolanmasıdır. Bu tez çalışmasında, katıhal hidrojen depolama ortamı olarak potansiyel gösteren perovskit tipindeki oksit (ABO3) (A = K, Rb, Cs; B = Al, Sb, Si, Sn), bunların sırası ile hidrit (ABH3), oksit – hidrit (veya oksihidrit) (ABO3Hx; x = 3, 6, 8) türevleri ve ikili perovskit tipi hidrit (M2NH6) (M = Mg, Ca, Sr, Ba; N = Co, Ni) kristal sistemlerinin fiziksel özellikleri ve gravimetrik hidrojen depolama performansları, Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) ilkelerini esas alan ve düzlem – dalga baz setini kullanan VASP yazılım paketi değerlendirilmiştir. Analizlerde, elektron – iyon etkileşimleri için izdüşümsel arttırılmış dalga (PAW) yöntemi kullanılmış; değiş – tokuş – korelasyon enerjisi GGA tabanlı PBE fonksiyoneli ile temsil edilmiştir. Hesaplanan sistemlerin termodinamik kararlılıkları oluşum entalpileri üzerinden kritize edilmiş olup; mekanik ve örgü dinamik kararlılıkları sırası ile elastik sabitler ve fonon dispersiyon eğrileri incelenerek belirlenmiştir. Bulgular; ABO3 yapılarının sergilediği yüksek mekanik kararlılığın hidrojen için sağlam bir konakçı iskelet oluşturduğunu, ayrıca yüksek miktardaki hidrojen katkısının elektronik yapıyı değiştirebileceğini göstermiştir. ABH3 ve M2NH6 sistemlerinde hidrojenin bağlanma dokusunun, desorpsiyon sıcaklığı üzerinde belirleyici olduğu; durum yoğunluğu (DOS) ve net yük analizleri ile tespit edilmiştir. Sonuç olarak, bu çalışmada incelenen yapıların gravimetrik hidrojen depolama performansları ve kararlılık limitleri teorik olarak değerlendirilmiş olup; bu sistemlerin, hidrojen depolama uygulamalarında kayda değer adaylar olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The increase in global energy demand and the environmental impacts of fossil fuels have stimulated interest in hydrogen as a renewable, sustainable, and clean energy carrier. However, the primary obstacle to the practical realization of hydrogen energy potential is the challenge of its safe and high-density storage. In this thesis, the physical properties and gravimetric hydrogen storage performances of perovskite – type oxide (ABO3) (A = K, Rb, Cs; B = Al, Sb, Si, Sn), their respective hydride (ABH3) and oxide – hydride (ABO3Hx; x = 3, 6, 8) derivatives, and double perovskite – type hydride (M2NH6) (M = Mg, Ca, Sr, Ba; N = Co, Ni) crystal systems, which demonstrate potential as solid – state hydrogen storage environment, were evaluated using the VASP based on Density Functional Theory (DFT) principles and utilizes a plane – wave basis set. In the analyses, the Projector Augmented Wave (PAW) method was utilized for electron - ion interactions, while the exchange – correlation energy was represented by the GGA – based PBE functional. The thermodynamic stabilities of the calculated systems were assessed through formation enthalpies, whereas mechanical and lattice dynamical stabilities were determined by examining elastic constants and phonon dispersion curves, respectively.The results revealed that ABO3 structures provide a robust host framework for hydrogen due to their high mechanical stability, and that the incorporation of high concentrations of hydrogen into the structure can modify the electronic structure. In ABH3 and M2NH6 systems, it was determined that Density of States (DOS) and net charge analyses that the bonding character of hydrogen is a determinant factor for the desorption temperature. Consequently, the gravimetric hydrogen storage performances and stability limits of the investigated structures were theoretically evaluated, identifying these systems as remarkable candidates for hydrogen storage applications.
Benzer Tezler
- Ulaş Sağlık Ocağı merkezinde nüfusun bazı niteliklerine ve konutların durumuna ilişkin bir çalışma
An Investigation carried out at the Ulaş Public Health Centre concerning some characteristics of the population and housing conditions in the district of Ulaş
EROL ŞANLI
Doktora
Türkçe
1985
Halk SağlığıCumhuriyet ÜniversitesiHalk Sağlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERVET ÖZGÜR
- Organize sanayi bölgelerinde iş güvenliği sorunlarının teknik ve bilimsel araştırılmasında bir yöntem önerisi
Başlık çevirisi yok
MEHMET ALİ YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Çalışma Ekonomisi ve Endüstri İlişkileriGazi ÜniversitesiKazaların Çevresel ve Teknik Araştırması Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. İBRAHİM BOYNUKALIN
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Pik demiri ve karbon çeliğinin sulu çözeltiler içindeki korozyon hızının tayini
Determination of the rate of corrosion of the cast iran and carbon steel in the aqueous solutions
EMİNE NAZAN ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAYRİ YALÇIN
- Bazı sert çekirdekli meyve türlerinde döllenme biyolojisi üzerinde yöntem çalışmaları
Başlık çevirisi yok
ATBİMOĞLU ADALET