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
- Tez No: 327259
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ARMAĞAN KINAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
Bu tezde, çeşitli bor-nitrür nano kafes yapıların, B12N12, B24N24, B36N36, B48N48 ve B60N60, hidrojen depolama kapasiteleri DFT de dahil olmak üzere ab initio kuantum kimyasal yöntemlerle hesapsal olarak incelenmiştir. DFT ve MP2 yöntemleri en küçük nano kafes yapısı olan B12N12 içerisine bir hidrojen molekülü depolanmasının kompleksi kararsız hale getirdiğini göstermiştir, B24N24 nano kafes yapısının içerisine bir hidrojen molekülü kararlı olarak yerleştirilebilir, 2H2@B36N36 kompleksi H2@B36N36 kompleksine göre daha kararlıdır. En kararlı 4H2@ B48N48 kompleksi 4 hidrojen molekülünün B48N48 tarafından sığabilmesiyle oluşur ve 7H2@B60N60 kompleksi enerji bakımından en kararlı komplekstir. Bu çalışmanın sonuçlarına göre bor-nitrür nano yapılarının iç oyukları genişledikçe bu nano yapıların hidrojen depolama kapasiteleri artar. Bilhassa, bor-nitrür nano kafes ve nano yapıları önemli bir hidrojen molekülü depolama materyeli olabilirler. Bu çalışmada kullanılan, B3LYP, PBE1PBE ve ?B97X-D kullanılan DFT metotları arasında ?B97X-Dfonksiyoneli hidrojen molekülü ve bor-nitrür nano yapılar arasındaki etkileşimi en iyi hesaplayan bir DFT fonksiyonelidir. Başka bir deyişle bu fonksiyonel kovalent olmayan etkileşimleri içeren sistemler için en uygun fonksiyoneldir. Ayrıca DFT-?B97X-D hesaplarından elde edilen veriler kullanılarak, (BN)12 biriminin değişimine göre en kararlı kompleksi oluşturanın maksimum hidrojen molekülü sayısını hesaplayan bir denlem elde edildi.
Özet (Çeviri)
In this thesis, endohedral hydrogen capabilities of several boron nitride nano cages, which are B12N12, B24N24, B36N36, B48N48 and B60N60, have been computationally investigated by first principles quantum chemical methods including DFT methods (B3LYP, PBE1PBE and ?B97X-D). The DFT and MP2 methods determine that the smallest nanocage, B12N12, becomes energetically unfavorable with even the addition of only one hydrogen molecule. B24N24 can accommodate one hydrogen molecule by forming a stable complex. The 2H2@B36N36 complex is energetically more favorable than the H2@B36N36 complex. Four H2 molecules can be encapsulated by B48N48 giving the most stable 4H2@B48N48 complex and 7H2@B60N60 complex is energetically the most favorable. According to these data indicates that hydrogen molecule doping capability of BN nano cages increases as the endohedral cavity gets larger. Particularly, the BN nano cages and their larger nanostructures can be a noteworthy hydrogen storage material. Among the B3LYP, PBE1PBE and ?B97X-D utilized in this study, the best functional calculating the interaction between boron nitride nanostructures and hydrogen molecule found to be the ?B97X-D functional. In other words, ?B97X-D is the most appropriate one for the systems involving non-covalent interactions. In addition, the equation predicting maximum number of hydrogen molecules forming the most stable complex in terms of (BN)12 units were determined by exploiting the data obtained from DFT-?B97X-D calculations.
Benzer Tezler
- 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
- 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
İrfan Aydoğdu
- An investigation of hydrogen storage in carbon nanotubes via computational MM methods
Karbon nanotüplerde hidrojen depolanmasının moleküler mekanik metotlar ile incelenmesi
GÜVEN ATAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. AHMET ERHAN AKSOYLU
- Hydrogen storage in hypercrosslinked polystyrene and Li-Mg-N-H complex hydride
Başlık çevirisi yok
DERVİŞ EMRE DEMİROCAK
Doktora
İngilizce
2013
Makine MühendisliğiUniversity of South FloridaDR. ELIAS K. STEFANAKOS
DR. YOGI GOSWAMI
DR. ASHOK KUMAR
- Computational investigation of electronic and optical properties of metal nano-clusters supported on n-doped bilayer graphene structures
Azot katkılı çift katmanlı grafen ile desteklenmiş metal nanokümelerinin elektronik ve optik özelliklerinin hesaplamalı incelenmesi
ÖZLEM ÜNLÜ
Doktora
İngilizce
2019
KimyaBolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET MORKAN