Farklı metal katkılı demir oksit ve tungsten oksit yapılarından fotoelektrokimyasal hidrojen üretimi
Photoelectrochemical hydrogen production from iron oxide and tungsten oxide structures with different metal dops
- Tez No: 1012054
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDAL TURGUT, ÖĞR. GÖR. ZEYNEP ORHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Fotoelektrokimyasal yöntemler, Hidrojen enerjisi, Katkılama yöntemleri, Metal oksitler, Photoelectrochemical methods, Hydrogen energy, Doping method, Metal oxides
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmanın amacı sürdürülebilir enerji üretimi kapsamında fotoelektrokimyasal (PEC) su ayrıştırma yöntemi ile hidrojen üretiminde kullanılabilen demir oksit ve tungsten oksit yapılarına farklı metal katkılamaları yaparak metal oksit fotoanotların performansını incelemektir. Metal oksit tabanlı malzemeler yüksek kararlılık, düşük maliyet ve geniş bant aralığı gibi avantajları nedeniyle PEC sistemlerde yaygın olarak tercih edilmektedir. Ancak yük taşıyıcı mobilitesi, rekombinasyon kayıpları ve iletkenlik sınırlamaları verimliliği azaltmaktadır. Bu nedenle farklı metal katkılarının yapısal, optik ve fotoelektrokimyasal özelliklere etkisi değerlendirilerek verim artırıcı mekanizmaların ortaya konulması hedeflenmiştir. Demir oksit ve tungsten oksit yapılarına farklı metal katkıları uygun büyütme yöntemleri kullanılarak iletken cam altlıklar üzerine hazırlanmıştır. Örneklerin yapısal özellikleri X-ışını kırınımı, yüzey morfolojileri taramalı elektron mikroskobu ve optik soğurma davranışları UV–Vis spektroskopisi ile karakterize edilmiştir. PEC performansı üç elektrotlu hücre konfigürasyonunda akım-potansiyel eğrileri, foto yanıt ölçümleri ve verimlilik analizleri üzerinden değerlendirilmiştir. Katkılama işleminin kristal yapı, yüzey düzeni ve optik soğurma özelliklerinde iyileşme sağladığı gözlenmiştir. Bazı metal katkılarının fotoakım yoğunluğunu artırdığı, rekombinasyon kayıplarını azalttığı ve PEC kararlılığını geliştirdiği belirlenmiştir. Optimum katkı içeriğine sahip numunelerin hidrojen üretim veriminde anlamlı artışlar elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar demir oksit ve tungsten oksit fotoanotların farklı metal katkıları ile modifiye edilmesinin PEC su ayrıştırma süreçlerinde verim artırıcı etkili bir yaklaşım olduğunu göstermektedir. Katkılama stratejileri, fotoelektrotların yapısal ve optik özelliklerini iyileştirerek hidrojen üretim potansiyelini artırmakta ve sürdürülebilir enerji teknolojileri için güçlü bir alternatif sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The aim of this study is to investigate the performance of metal oxide photoanodes by adding different metal dopings to iron oxide and tungsten oxide structures that can be used in hydrogen production via photoelectrochemical (PEC) water splitting within the scope of sustainable energy production. Metal oxide-based materials are widely preferred in PEC systems due to their advantages such as high stability, low cost, and wide bandwidth. However, charge carrier mobility, recombination losses, and conductivity limitations reduce efficiency. Therefore, the study aims to evaluate the effects of different metal dopings on structural, optical, and photoelectrochemical properties and to identify efficiency-enhancing mechanisms. Iron oxide and tungsten oxide structures with different metal dopants were prepared on conductive glass substrates using appropriate growth methods. The structural properties of the samples were characterized by X-ray diffraction, surface morphologies by scanning electron microscopy, and optical absorption behaviors by UV-Vis spectroscopy. PEC performance was evaluated in a three-electrode cell configuration through current-potential curves, photoresponse measurements and efficiency analyses. It has been observed that the doping process improves the crystal structure, surface arrangement, and optical absorption properties. Some metal dopants were found to increase photocarbon density, reduce recombination losses, and improve PEC stability. Significant increases in hydrogen production efficiency were achieved in samples with optimum dopant content. The results show that modifying iron oxide and tungsten oxide photoanodes with different metal dopants is an effective approach to increase efficiency in PEC water splitting processes. Doping strategies improve the structural and optical properties of photoelectrodes, increasing hydrogen production potential and offering a strong alternative for sustainable energy technologies.
Benzer Tezler
- Mekanokimyasal sentez yöntemiyle BaTa2O6 üretimi, Fe giderimi, lüminesans ve termodinamik özellikler
BaTa2O6 production by mechanochemical synthesis, Fe removal, luminescence and thermodynamic properties
MUSTAFA İLHAN
Doktora
Türkçe
2013
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEMALETTİN YAMAN
PROF. DR. AYHAN MERGEN
- Yüksek dielektrik sabitli yalıtkan filmlerin üretilmesi ve mos yapıda incelenmesi
Fabrication and characterization of high-k dielectric films in mos structure
AYŞE EVRİM SAATCİ
Doktora
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KUBİLAY KUTLU
- Metal/ametal katkılı ZnO nano taneciklerin sentezleri, fotokatalitik aktivitedeki ve boya duyarlı güneş hücrelerindeki performansları
Synthesis of metal/nonmetal doped ZnO nanoparticles, their performances in photocatalytic activity and in dye sensitized solar cells
MOHAMMAD SUTAIF
Doktora
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiEge ÜniversitesiGüneş Enerjisi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BİRCAN DİNDAR
- Bakır oksit katkılı ve magnezyum katkılı çinko ferrit temelli̇ nanokompozitlerin yapısal ve di̇elektri̇k özelliklerinin geliştirilmesi
Enhancement of the structural and dielectric properties of copper oxide doped and magnesium doped zinc ferrite based nanocomposites
KÜBRA DEMİRCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BANU SÜNGÜ MISIRLIOĞLU
- Nanopartikül katkılı polimerik sensörlerin üretimi ve uçucu organik bileşenlere karşı hassasiyetinin belirlenmesi
Production of nanoparticle added polymeric sensors and determination of sensitivity to volatile organic compounds
FUAT KARAKOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiTarsus ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DR. ÖĞR. ÜYESİ DİDEM DEMİR KARAKUŞ