Geri Dön

Electrochemical reduction of CO2 to CO and other useful chemicals by using inorganic semiconductor electrodes

İnorganik yarıiletken elektrotlar ile karbondioksitin karbonmonoksit veya diğer yararlı kimyasallara elektrokimyasal indirgenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 467399
  2. Yazar: ABDALAZİZ S.A. ALJABOUR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MAHMUT KUŞ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Karbon dioksit, Carbon dioxide
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Selçuk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Elektrokimyasal olarak karbondioksitin yararlı kimyasallara indirgenmesi, karbon yakalama ve yararlı kimyasallar üretmek için çekici bir stratejidir. Böylece, CO2 elektrokimyasal indirgenmesi ile CO2, çok önemli kimyasallara, CO, metanol (C1) ve etilen (C2) gibi çok yönlü ürünlere yüksek verim ile dönüştürülür. Bu çalışmada, yarı-iletken katalizör CuInS2 ve Co3O4 nanofiberler ile CO2'in CO'a 77 ± 4% ve 60%'lık bir verim ile elde edildi. Kobalt oksit katalizör sisteminde, elektroliz solüsyonuna 1% su eklenmesi sebebiyle, ek olarak 27% verim ile format elde edilmistir. Bu tez Çalışmasında herhangi bir metal katkısı kullanılmadan malzemelerin katalizör özellikleri denenmistir. Düşük maliyetli, çok yönlü ve zaman tasarrufu edilen elektrospinning tekniği ile inorganik nanofiberler üretilmiştir. Deneyler esnasinda poliakrilonitril (PAN) polimeri şablon olarak seçilmistir. Daha sonra, üretilen nanofiberler havada 500° C ve 550 ° C'de tavlama işlemi ile istenmeyen organik birleşiklerden uzaklaştırılmıştır ve böylelikle CuInS2 ve Co3O4'ün nanofiberin formatından dolayı yüzey aktif alanı genişlemiş ve katalitik aktivitesinde artiş gözlenmiştir. Optik, yapısal ve elektriksel özellikler UV-Vis, SEM, TEM, TGA, Raman, XRD ve EDX teknikleriyle analiz edilmiştir. Elde edilen boyut ve kompozisyon nanofiberleri elektrokimyasal araştırmalarda kullanılmıştır. CuInS2 ve Co3O4 Nanofiber ile CO2'ye elektrokatalitik olarak CO'ya indirgenmesi, makul bir akım yoğunluğunda (0.22 ve 0.6 mA cm-2) ve (77 ± 4 ve 60%) verimlilik ile sabit potansiyel elektroliz altında uzun saatlerce istikrarlı bir çalışma göstermiştir. Bu çalişmanin gelecekte büyük ölçekli kullanımlar için geçerli olacaği tahmin edilmektedir.

Özet (Çeviri)

The electrochemical reduction of carbon dioxide into useful chemicals is an attractive strategy for carbon capture and utilization (CCU). Thereby, electrochemical CO2 reduction combines high yields and the refinement to versatile products such as CO, methanol (C1) and ethylene (C2), which represent important examples of concurrent chemical carbon feedstock. The present study deals with the investigation of the catalytic behavior of semiconducting CuInS2 and Co3O4 nanofibers for the conversion of CO2 to CO with a faradaic efficiency over 77±4% and 60%. In the catalytic system of the Co3O4 nanofibers, 27% formate was observed as a residual by-product, due to the addition of 1% water to the electrolyte solution. In contrast to earlier published articles on activated cobalt catalysts, in this work the electrochemical reduction of CO2 to CO by nanofibrous CuInS2 and cobalt oxide were investigated without using any metal additives. The formation of inorganic nanofibers was conducted by the low-cost, versatile and time-saving electrospinning technique through a facile synthetic route. In order to reduce any imperfection in the crystalline fiber, Polyacrylonitrile (PAN) was selected as template polymer for electrospinning. Afterwards the desired chemical structure of nanofibers was achieved through an annealing process at 500 °C and 550°C in air. In particular, we pursue a nanocrystalline shaping of CuInS2 and Co3O4 to a nanofiber network offering the possibility to expand the catalytically active surface to volume ratio. This is imperative to obtain high yields in faradaic efficiency. UV-Vis, SEM, TEM, TGA, Raman, XRD and EDX techniques were applied for the investigation of the optical, structural and electrical properties of the nanofiber materials. The obtained nanofibers of well investigated size and composition were used in electrochemical studies. The electrocatalytic reduction of CO2 towards CO by nanofibrous CuInS2 and Co3O4 shows a remarkable faradaic efficiency (77±4 and 60%) at a reasonable current density (0.22 and 0.6 mA cm-2) and a stable operation for many hours under constant potential electrolysis, and applicable for future large scale utilization

Benzer Tezler

  1. Tez No

    633383

    Investigation of the electrochemical co2 reduction mechanism on tin electrodes

    Kalay elektrotlar üzerinde elektrokimyasal co2 redüksiyonu mekanizmasının incelenmesi

    TUĞÇE YILMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN

  2. Tez No

    66691

    Atık pillerin değerlendirilmesi

    Recyling used batteries

    HANİFE BANABAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. A. NURSEN İPEKOĞLU

  3. Tez No

    541304

    Investigation of effect of novel technologies' implementation to future internal combustion engines

    Yeni teknolojilerin geleceğin içten yanmalı motorlarına uyarlanmasının etkilerinin incelenmesi

    ANIL ALAGÖZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HİKMET ARSLAN

  4. Tez No

    75068

    Modifiye polianilin elektrodun metanol ve etilen glikol oksidasyonunda katalitik özelliklerinin incelenmesi

    Başlık çevirisi yok

    FEHMİ FIÇICIOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimyagerlik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİGEN KADIRGAN

  5. Tez No

    953209

    Enhancing permeability and antifouling behavior of polyvinyl chloride ultrafiltration membrane embedded with cucr NLDH/graphene oxide

    Cucr nano katmanlı çift hidroksit/grafen oksit katkılı polivinil klorür ultrafiltrasyon memranının akı ve tıkanma engelleyici özelliklerinin geliştirilmesi

    SEYEDALI NAZIRI MEHRABANI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BİHTER ZEYTUNCU GÖKOĞLU

Geri Dön