Geri Dön

Development of multi metal oxide photo-electrodes for energy applications

Enerji uygulamaları için çoklu metal oksit foto-elektrotların geliştirilmesi

  1. Tez No: 631172
  2. Yazar: ECEM EZGİ ÖZKAHRAMAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. ENGİN KARABUDAK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Kimya, Energy, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 93

Özet

Yapay fotosentez ile suyun ayrıştırılması yöntemi, su ve güneş ışığı enerjisini kullanarak yenilenebilir enerji kaynağı olan hidrojen elde edilmesini sağlar. Suyun elektrolitik ayrıştırılması yöntemi mekanizma olarak yavaş ve verimi düşük olduğundan markette halihazırda kullanılmakta olan fosil yakıtlarla yarışmakta yetersiz kalır. Bu sebepten dolayı, katalizörler kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı katalizör olarak kullanılan iridyum ve platin gibi soy metaller yerine yer yüzünde bulunma yüzdesi fazla olan ve düşük maliyetli katalizörler sentezlemektir. ABO3 tipi perovskit yapıları bu kritere uymakla birlikte elektrokimyasal aktiviteleri açısından da daha önceki çalışmalarda kendilerini kanıtlamışlardır. Özellikle Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ (BSCF), su ayrışması katalizörleri arasında en verimlisi olarak kabul edilen iridyum oksitten daha yüksek verim sağladığından dolayı bu çalışmanın ana konusu olarak tercih edilmiştir. BSCF'nin kararlılık ve katalitik aktivitesini arttırmak için, kristalin B atom grubuna yabancı atomlar eklenmiştir. Hidrojen çıkış reaksiyonlarına yönelik aktivitenin arttırılması için yapıya mangan, çinko ve bakır eklenirken, oksijen çıkış reaksiyonlarına yönelik aktivite çalışmalarında gümüş atomları eklenmiştir. Çalışmada kullanılan bütün perovskitler Sol-Jel metoduna göre sentezlenip, kompleksleştirici olarak EDTA – Sitrat kullanılmıştır. Elektrokimyasal karakterizasyonlar için, sentezlenen toz yapıları mürekkep haline getirildikten sonra nikel köpüğün üzerine damlatılarak kaplanmıştır. Elektrokimyasal ölçümler alkali ortamda alınırken üçlü elektrot konfigürasyonu kullanılmıştır. Yapısal ve yüzeysel karakterizasyonlar için XRD, XPS BET ve SEM analizleri kullanılmıştır.

Özet (Çeviri)

Water splitting via artificial photosynthesis uses only sunlight and water to produce hydrogen and oxygen. Hydrogen can be used as a green energy source. To be able this reaction to occur there is a catalyst needed as reaction center. Platinum and Iridium are the state-of-art catalyst used for water splitting reactions. The goal of this study is to develop an earth abundant, highly stable and efficient catalyst as an alternative to noble metal catalysts. For this purpose, ABO3 type perovskites was chosen to study for their abundancy and proven electrochemical efficiencies. BSCF was chosen as the starting point of this study because it is known for its great catalytic activity compared to state-of-art catalysts such as Iridium Oxide. To enhance the stability and catalytic activity of synthesized perovskite oxides, several foreign atoms (dopants) were introduced to their structure from B-site. Each perovskite was synthesized by the EDTA-Citrate complexing Sol-Gel method. Also, for dopants, cost-efficient and electron conductive elements was chosen in each study. As HER catalysts, manganese, zinc, and copper were introduced to BSCF structure as dopant, while for OER, silver was used as a dopant. In this study, catalytic activities and stabilities were tested by electrochemical methods. All electrochemical measurements were performed in alkaline media by three-electrode configurations. Perovskite oxides were prepared by the coating of their inks on Ni foam substrates by drop coating for HER and OER activity measurements by electrochemical methods. For the bulk and surface characterization of synthesized perovskite oxide powders, SEM, XRD, XPS, and BET analysis was performed.

Benzer Tezler

  1. Kobalt ftalosiyanin ve kobaltoksim komplekslerinin fotokimyasal ve elektrokimyasal incelenmesi

    Photochemical and electrochemical investigation of cobalt phtalocynanine – cobaltoximes complexes

    AYKUT DEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET GÜL

  2. Tellürit sistemlerin camlaşma davranışlarının,cam özelliklerinin ve termokromik davranışlarının incelenmesi

    Investigation of glass formation behavior, glass properties and thermochromic behavior of tellurite systems

    MİRAY ÇELİKBİLEK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SÜHEYLA AYDIN

  3. Development and characterization of ceramic nanofiber membranes for dye removal from textile wastewater

    Tekstil atıksularından boya giderimi için seramik nanofiber membranların geliştirilmesi ve karakterizasyonu

    NURAY YERLİ SOYLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN

  4. Production and development of light metal containing high entropy alloys by a self-propagating high-temperature synthesis method

    Kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi ile hafif metal içerikli yüksek entropili alaşımların üretilmesi ve geliştirilmesi

    ASLIHAN KARAKANAT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Metalurji MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ESRA DOKUMACI ALKAN

  5. Karbondioksit ve karbonmonoksit metanlaşma reaksiyonu için zeolit destekli katalizör geliştirilmesi

    Development of zeolite supported catalysts for the carbondioxide and carbonmonoxide methanation reaction

    SELİN ODABAŞI ERKAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Kimya MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FİLİZ DEREKAYA