Design, synthesis and application of electrospun heterostructured nanofibers for electrocatalytic hydrogen evolution reactions from water splitting
Su ayrışmasından kaynaklanan elektrokatalitik hidrojen evrimi reaksiyonları için elektro-eğirilmiş heteroyapılı nanoliflerin tasarımı, sentezi ve uygulaması
- Tez No: 702961
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DÖNÜŞ TUNCEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Kimya, Mühendislik Bilimleri, Energy, Chemistry, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: elektroeğirme, nanofiberler, hidrojen evrim reaksiyonu, su ayrışması, heteroyapı, indirgenmiş grafen oksit, nikel, electrospinning, nanofibers, hydrogen evolution reaction, water splitting, heterostructure, reduced graphene oxide, nickel
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Çevre sorunları ve iklim değişiklikleri, son yıllarda fosil yakıtların kullanıldığı enerji üretim teknolojilerine alternatif olabilecek sürdürülebilir ve temiz enerji yöntemlerinin geliştirilmesine yönelik çalışmaların önemini artırmıştır. Yeşil hidrojen, üretimi esnasında hiçbir toksik yan ürüne sebep olmadığı için çevre dostudur ve yüksek kapasiteli bir enerji taşıyıcıdır. Bu nedenle su ayrıştırma yönteminden elde edilen yeşil hidrojen üretiminin verimini artırmaya yönelik bir çok çalışma yürütülmektedir. Hidrojen evrim reaksiyonunu (HER) geliştirmek adına elektrokatalizörlerin katalitik aktivitelerini ve stabilitelerini iyileştirmek büyük önem kazanmıştır. Bu çalışma, Ni/NiO-indirgenmiş grafen oksit heteroyapısının elektrospinning yöntemiyle nanofiber formda fabrikasyonunun katalizörün intrinsik ve ekstrinsik aktivitelerine etkisini ve bunun sonucunda ortaya koydukları HER performanslarını incelemektedir. Sentezlenen elektrokatalizörün stabilitesini, aktivitesini ve kinetiğini incelemek adına lineer süpürme voltametrisi (LSV), elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS), kronoamperometri (CA) gibi çalışmalar yürütülmüş ve Tafel eğimleri yorumlanmıştır. Optimal elektrokatalizörün 10 mA cm-2 'de -212 mV aşırı potansiyel ve 90.6 mv dec-1'lik Tafel eğim değeri ile mükemmel elektrokatalitik performans sergilediği gözlemlenmiştir. Katalizörlerin morfolojik ve yapısal karakterizasyonları için X-ray kırınımı (XRD), fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR), taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ray fotoelektron spektroskopisi (XPS), Raman spektroskopisi, ve geçirimli elektron mikroskobu (TEM) yöntemleri kullanılarak incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
Environmental problems and climate changes have increased the importance of studies on the development of sustainable and clean energy methods that can be an alternative to energy production technologies using fossil fuels in recent years. Green hydrogen is environmentally friendly and a high-capacity energy carrier, as it does not cause any toxic by-products during its production. For this reason, attempts are being made to increase the efficiency of green hydrogen produced from water splitting. Development of the catalytic activities and stability of electrocatalysts has gained great importance in order to increase the performance of the hydrogen evolution reaction (HER). This study examines the effect of Ni/NiO-reduced graphene oxide catalysts fabricated in the form of heterostructured fibers by electrospinning on their intrinsic and extrinsic activities and their performance for HER. In order to examine the stability, activity and kinetics of the synthesized electrocatalyst, studies such as linear sweep voltammetry (LSV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), chronoamperometry (CA), were carried out and Tafel curves were interpreted. It has been observed that the optimal electrocatalyst exhibits outstanding electrocatalytic performance with an over potential of -212 mV at 10 mA cm , and a Tafel slope of 90.6 mV dec in alkaline electrolyte. Morphological and structural characterizations of electrocatalysts were investigated using X-ray diffraction (XRD), fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Raman spectroscopy, and transmission electron microscopy (TEM) methods.
Benzer Tezler
- Gümüş nanotanecik katkılı nanokompozit malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of silver doped nanocomposites
ÖZLEM KABAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE OSKAY
- Elektrospinning metodu ile magnezyum borat nano kompozit eldesi
Synthesis of magnesium borate nano composite by electrospinning method
ESRA DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. FATİH DEMİR
- Hücre tabakası mühendisliğinde kalınlık ve vaskülerizasyon problemlerine yönelik stratejilerin geliştirilmesi
Development of strategies towards thickness and vascularization problems in cell sheet engineering
ATAKAN TEVLEK
Doktora
Türkçe
2019
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİL MURAT AYDIN
- Design of electrospun cardiovascular bypass graft using derivative of poly (Alkylene terephthalate)
Poli (Alkilen tereftalat) türevi kullanılarak elektro eğrilmiş kardiyovasküler baypas greft tasarımı
BERNA ŞENSU
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALE KARAKAŞ
- İç ortamdaki inorganik ve organik kirleticilerin yeni teknolojiler ile giderilmesi
Removal of inorganic and organic pollutants in the indoor air by new technologies
BİLGE BETÜL ÖZÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN