Computational ınvestigation of endohedral hydrogen storage capabilities in several fullerene molecules (C60, C70, C76 etc.) and single wall carbon nanotubes (SWCNTS), employing semi empirical, ab ınitio electronic structure and density functional theory (DFT) methods
Çeşitli fulleren molekülleri (C60, C70, C76, vb.) ve tek katmanlı karbon nanotüpler (SWCNTS) içerisine hidrojen depolanma kapasitesinin yarı-ampirik, ab initio elektronik yapı yöntemleri ve yoğunluk fonksiyoneli teorisi (DFT) metotlarıyla hesapsal olarak incelenmesi
- Tez No: 275284
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ARMAĞAN KINAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, çeşitli karbon yapıların hidrojen depolama kapasiteleri DFT de dahil olmak üzere yarı-ampirik deneysel ve ab initio kuantum kimyasal yöntemlerle hesapsal olarak incelenmiştir. DFT ve MP2 yöntemleri deneysel verilere uyumlu olarak göstermiştir ki C60 içersine bir hidrojen molekülü depolamak termodinamik olarak elverişlidir. Bu çalışmanın sonuçlarına göre karbon nano yapıların özelliklerinin hesaplanmasında MP2 sonuçlarına en yakın değerler veren iki en iyi DFT metodu MPWB1K ve PBE1PBE dir. H2-H2 ve H2-C etkileşim enerjilerinin her ikisi de H2@C60 kompleksinde çekme yönündedir. Ayrıca H2-H2 etkileşim enerjisi 2H2@C60 sisteminde itici iken H2-C etkileşim enerjisi çekme yönündedir. Fakat, hidrojen sayısı C60 içerisinde artarken her iki H2-H2 ve H2-C etkileşim enerjisi artarak daha fazla itme yönünde olur. B3LYP, nH2@C160 (n =1-8) oluşum enerjilerinin hepsinin pozitif olup, bu yapıların hiç birinin termodinamik olarak istemli oluşmadığını göstermektedir. Diğer taraftan, n= 1-5 olan nH2@C160?nin oluşum enerjileri 1.0-10.0 kkal/mol aralığında olup ve C60?dan bilinen B3LYP metodunun nH2@C160 kompleksini olduğundan daha az hassasiyetle hesaplamış olabileceğinden C160 nanokapsülü hidrojen depolamak için umut vaat eden bir malzeme olabilir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, endohedral hydrogen storage capabilities of several carbon nanostructures have been computationally investigated by semi-empirical and ab initio quantum chemical methods including DFT methods. The DFT and MP2 methods indicate that only one hydrogen molecule doped in C60 is thermodynamically favorable, which agrees with the experimental data. According to the results of this study, the best two DFT functionals to calculate the properties of carbon nanostructures are MPWB1K and PBE1PBE functionals since they give the closest values to MP2 results. The H2-H2 and H2-C interaction energies are both attractive in the H2@C60 complex. Besides, the H2-C interaction energy is attractive while the H2-H2 interaction energy is repulsive in 2H2@C60 system. However, both the H2-H2 and H2-C interaction energy increasingly repulsive as the hydrogen number increases in the C60. B3LYP predicted formation energies for nH2@C160 (n=1-8) are all positive showing none of these structures are thermodynamically favorable. On the other hand, the C160 nanocapsule might be a promising material for the hydrogen storage, since both the formation energies nH2@C160 where n= 1-5 are within the range of 1.0 ? 10.0 kcal/mol and from the knowledge on C60, the B3LYP method may underestimate the stabilities of nH2@C160 (n=1-8) complexes.
Benzer Tezler
- Computational investigation of hydrogen storage in boron nitride nanotubes by using quantum chemical methods
Bor nitrür nanotüpleri içerisine hidrojen depolanmasının quantum kimyasal metotlar ile hesapsal olarak incelenmesi
SİNAN SAYHAN
- Investigation of hydrogen storage capabilities related properties of various nano-materials by using computational chemistry methods
Çeşitli nano-materyellerin hidrojen depolama kapasitelerinin ve ilgili özelliklerinin hesaplamalı kimya metotları kullanılarak incelenmesi
SİNAN SAYHAN
- Er@C20 ve Yb@C20 endohedral fullerenlerinin yoğunluk fonksiyonel teori ile incelenmesi
Investigation of Er@C20 and Yb@C20 endohedral fullerenes with density functional theory
NAZİFE SEDA TOPRAK
- Computational investigation of non-isothermal lid-driven flow in arc-shape cavities
Kapak tahrikli yay şekilli oyuklarda izotermal olmayan akışın sayısal incelemesi
ALİ REZA REZAEİ ADLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. KUNT ATALIK
- Computational investigation of metal-protein interactions in yeast for bionanotechnology
Mayada metal-protein etkileşimlerinin biyonanoteknoloji için hesapsal olarak incelenmesi
ERHAN ÖZDAMAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BÜLENT BALTA
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
