Geri Dön

3D-printed multiprobe analysis system for solar fuel research; design, fabrication and testing

Güneş yakıtları araştırmaları için üç boyutlu printer baskılı çoklu sensör analiz sistemi; dizaynı, üretimi ve test edilmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 473234
  2. Yazar: İPEK HARMANLI
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ENGİN KARABUDAK, YRD. DOÇ. DR. ÖZGENÇ EBİL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Enerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 122

Özet

Son yıllarda dünyanın içinde bulunduğu enerji krizine alternatif olarak sunulan güneş enerjisi limitsiz olması, ücretsiz elde edilebilirliği ve çevre duyarlılığı ile alternatif enerji kaynağı araştırmaların en popüler konusu haline gelmiştir. Kullanıcılar için maliyetli olmayacak ve güneş enerjisini en verimli şekilde hayatımıza dahil edebilcek sistemleri arttırmak ve geliştirmek amacıyla birçok teknolojik ve bilimsel araştırma yapılmaktadır. Güneş enerjisinin kimyasal enerji olarak depolanmasıyla dolaylı yoldan elektrik üretimi sağlayan güneş yakıtlarını ve bu yakıtların fotokatalitik su ayrıştırması (FSA) basamağındaki sistemlerinin geliştirilmesini temel alan bu çalışmada; suyun fotokatalizi sırasında ihtiyaç duyduğu enerjiyi verimli şekilde güneşten almasına yardımcı ışığa duyarlı fotokatalitik bir malzeme ve hem bu malzemenin hem de önerilen tüm fotokatalitik malzemelerin küçük hacimlerde analiz edilebileceği bir deneysel düzenek önerilmiştir. Bu düzenek için ince uçlu gaz mikro-sensörleri kullanılmış ve 3D çizim/baskı teknikleri kullanılarak ufak bir fotoreaktör tasarlanıp bu reaktörün FSA yöntemindeki amacına uygunluğu test edilmiştir. Ayrıca, 2007'de Mehtap Emirdağ Eanes ve ekibi tarafından bulunan kurşun (II) trioksovanadat (V) klorür [PbVO3Cl] kristalinin elektronik bant yapısı ve bant enerjisinin tespiti için hem teorik (DFT yaklaşımları; LDA, GGA, HSE06) hem de deneysel karakterizasyon metotları (XRD, Diffuse Reflectance Method- Tauc Plot, Raman Spectroscopy, Four Probe) uygulanmış ve güneş yakıtı cihazlarında yarı iletken madde olarak kullanılabilirliği incelenmiştir. İlaveten, ileride PbVO3Cl'nin fotoanot, silikonun (Si) fotokatot olarak kullanıldığı çift katmanlı bir güneş yakıtı cihazının verimliliği ve PbVO3Cl'nin tahmini fiyatı teorik olarak hesaplanmış ve tartışılmıştır. Sonuçta, dizayn edilen mini fotoreaktör sisteminin FSA'nın amacına uygun ve geliştirilmeye açık bir deneysel düzenek olduğu, PbVO3Cl'nin ise“dolaylı geçiş”bant yapısına ve ~2.2 eV'lik bant enerjisine sahip olduğu ve FSA'da etkili bir sonuç vermese de optik özelliklerinin ve bant enerjisinin uygunluğu sebebiyle bu alanda yapılan diğer çalışmalar için daha detaylı incelenip geliştirilmeye değer bir yarı iletken olduğu söylenebilmektedir.

Özet (Çeviri)

Methods of generating electricity with unlimited, clean and cheap energy from solar energy are tried to be investigated and developed in practical and theoretical academic fields. Especially, photocatalytic water splitting (PWS) systems have been identified as the main method in this study as well as in many studies due to the advantages provided by production of solar fuels from water. In this research, a study was carried out on the alternatives of the both used experimental set-up and used photocatalytic material for PWS systems. A study has been carried out on both the used experimental setup and the used photocatalytic material alternatives in PWS systems. As an alternative experimental setup that allows small volume analysis for PWS by Unisense gas microsensors, a mini photoreactor was designed using 3-D drawing and printing techniques and its usability was tested for PWS applications. Moreover, some characterization results for the electronic band structure and the band gap of the lead (II) trioxovanadate (V) chloride [PbVO3Cl] crystal, which was discovered by Eanes and co-workers in 2007 at IZTECH, was introduced in this study by not only theoretical (DFT approximations; LDA, GGA and HSE06) but also experimental (XRD, Diffuse Reflectance Method- Tauc Plot, Raman Spectroscopy, Four Probe) methods. Also, its estimated theoretical price and its potential for future application in tandem solar fuel device as a photoanode in combination with Si photocathode was calculated and discussed. The results showed that the designed mini photoreactor system is an open to development apparatus that is suitable for PWS, besides, PbVO3Cl has an“indirect transition”band structure and a band energy of ~ 2.2 eV. Although it did not give an effective result in PWS applications done by the designed mini photoreactor, it can be said that it is a semiconductor which is worth studying and developing in detail for other researches in this field due to the compatibility of its band energy amount and optical properties for PWS.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    534905

    3D printed, cell carrying gelma hydrogels in corneal stroma engineering

    3B basılı hücre taşıyan gelma hidrojelleri ile kornea stroma mühendisliği

    CEMİLE BEKTAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI

    PROF. DR. AYŞE BURCU

  2. Tez No

    669360

    Arttırılmış gerçeklik (AR) tabanlı nöronavigasyon tekniği geliştirilmesi ve bu tekniğin optik izleme tabanlı nöronavigasyon tekniği ile karşılaştırılması

    3D printed marker-based augmented reality neuronavigation: new neuronavigation technique and comparison with optic tracking system neuronavigation

    GÖRKEM YAVAŞ

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    NöroşirürjiEge Üniversitesi

    Beyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET SEDAT ÇAĞLI

  3. Tez No

    764442

    3D-printed hexagonal boron nitride nanosheets/polylactic acid nanocomposites

    3B baskılı hekzagonal bor nitrürü nanolevhaları/polilaktik asit nanokompozitleri

    MUSTAFA CANER GÖRÜR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SİMGE ÇINAR AYGÜN

  4. Tez No

    572171

    3D printed levan scaffolds for cardiac regeneration

    Kardiyak rejenerasyon için 3 boyutlu yazıcı ile yazılmış levan doku iskeleleri

    EDINA EMINAGIC

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    BiyomühendislikMarmara Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EBRU TOKSOY ÖNER

    DOÇ. DR. OĞUZHAN GÜNDÜZ

  5. Tez No

    843287

    3D printed antibacterial herbal loaded alginate-pectin medical patch: Fabrication and characterization

    3D baskı yardımıyla antibakteriyel bitkisel ekstrakt yüklü aljinat-pektin medikal yama: Üretimi ve karakterizasyonu

    GHAZALEH DINI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Biyolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ

Geri Dön