ThMoB₄--tipi bor-katkılı grafen yapılarında hidrojen depolama
Hydrogen storage on ThMoB₄--type boron-doped graphene structures
- Tez No: 1010207
- Danışmanlar: PROF. DR. SEZGİN AYDIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Energy, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, farklı miktarlarda (1-3) bor katkılanmış ThMoB₄-tipi grafen yapılarının hidrojen depolama özellikleri, ilk-prensipler yoğunluk fonksiyoneli teorisi (DFT) hesaplamaları kullanılarak araştırıldı. İki boyutlu (2D) bor-katkılı grafen yapıları üzerinde tek-taraflı ve çift-taraflı olmak üzere Li ve Ca atomlarının bağlanma davranışları incelendi ve bağlanma enerjileri hesaplanarak en kararlı bağlanma bölgeleri belirlendi. En kararlı metal konumları için, CLICH ve RICH algoritmaları kullanılarak metal atomları etrafına hidrojen molekülleri yerleştirildi, (1-7)H₂ ve (4+4)H₂ ile (5+5)H₂ arasında değişen konfigürasyonlar sistematik olarak incelendi. Adsorpsiyon enerjileri, kısmi durum yoğunlukları (PDOS), elektron yük yoğunluğu farkları, Mulliken yük analizleri ve yapısal parametreler yardımıyla bor-katkılı ThMoB₄-tipi grafen yapıların tek-taraflı ve çift-taraflı konfigürasyonlar için H2 tutunma karakteristikleri detaylı bir şekilde analiz edildi. PDOS analizlerinden, Ca sistemlerinde metal d-orbitalleri ile H₂ σ*-orbitalleri arasında Fermi seviyesi civarında örtüşme olduğu görüldü. Bu durum, Kubas tipi etkileşimin Ca sistemlerinde aktif olduğuna işaret eder. Li ve Ca dekore sistemler H2 depolama yeteneklerini kritize eden özellikler hesaplanarak karşılaştırmalı bir şekilde araştırıldı. Sonuçta, Li ve Ca ile dekore edilmiş bor-katkılı ThMoB₄-tipi grafen yapıların sergilemiş oldukları H2 tutunma karakteristikleri sayesinde alternatif katı-hal hidrojen depolama malzemesi olabilecekleri görüldü.
Özet (Çeviri)
In this study, the hydrogen storage properties of boron-doped ThMoB₄-type graphene structures at different boron concentrations (1-3) are investigated using first-principles density functional theory (DFT) calculations. The bonding behavior of Li and Ca atoms on two-dimensional (2D) boron-doped graphene structures is examined for both single-sided and double-sided cases, and the most stable bonding regions are determined by calculating the bonding energies. For the most stable/energetic metal positions, hydrogen molecules are placed around the metal atoms using the CLICH and RICH algorithms, and configurations ranging from (1-7)H₂ to (4+4)H₂ and (5+5)H₂ are systematically investigated. H₂ adsorption characteristics for single-sided and double-sided configurations of boron-doped ThMoB₄-type graphene structures are analyzed in detail using adsorption energies, partial density of states (PDOS), electron charge density differences, Mulliken charge analysis, and structural parameters. PDOS analyses revealed an overlap between metal d-orbitals and H₂ σ*-orbitals near the Fermi level in Ca systems. This indicates that the Kubas-type interaction is active in Ca systems. Li and Ca decorated systems are comparatively investigated by calculating properties that characterize their H₂ storage capabilities. Ultimately, it is observed that boron-doped ThMoB₄-type graphene structures decorated with Li and Ca can serve as alternative solid-state hydrogen storage materials due to their H₂ adsorption characteristics
Benzer Tezler
- Bazı hafif elementlerle dekore edilmiş iki boyutlu karbon allotroplarının üzerine hidrojen depolama özelliklerinin ab-initio yöntemlerle incelenmesi
The investigation of hydrogen storage on some light elements decorated two dimensional carbon allotropes using ab-initio methods
İREM ALP
Doktora
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASEMİN ÇİFTCİ