Geri Dön

The effect of various parameters on the photoelectrochemical hydrogen production performance of photoelectrodes

Çeşitli parametrelerin fotoelektrotlara ait fotoelektrokimyasal hidrojen üretimi performansına etkisi

  1. Tez No: 725736
  2. Yazar: ÖZLEM UĞUZ NELİ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ATIF KOCA
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Marmara Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 168

Özet

Küresel popülasyonun artması ve ekonomik kalkınmanın hızlanması, enerji üretim gerekliliğini ve enerji üretiminde yoğun olarak kullanılan fosil yakıt kaynaklarının miktarını azaltmıştır. Fosil yakıt yakımından kaynaklanan ve atmosfere salınan gazlar çevreye ve insan sağlığına büyük zarar vermektedir. Temiz bir alternatif olan hidrojen üretimi ve bu üretimi güneş ışığı varlığında fotoelektrokimyasal yolla yapmak çevresel kaygılara ve enerji ihtiyacına çözüm üretebilir. Fotoelektrokimyasal çalışmalarda, optimum parametreleri kullanarak en etkili fotoelektrotları geliştirmek önem taşımaktadır. Bu çalışmada CdZnS, CdZnSSe, CdZnNiSSe, CdZnCuSSe, CdZnMoSSe fotoelektrotlarının tek aşamalı elektrodepozisyonu ve indirgenmiş grafen oksit (RGO)'in hazırlanan bu fotoelektrotlar üzerindeki etkisi literatürde ilk kez incelenmiştir. Elektrokimyasal depozisyon ile fotoelektrot üretimi tekrarlı dönüşümlü voltametri yöntemi ile sağlanmıştır. Fotoelektrotların fotoelektrokimyasal özellikleri üç elektrotlu sistem ile incelenmiştir. Fotoelektrokimyasal performansı incelemek için açık devre potansiyeli, doğrusal taramalı voltametri, kronoamperometri, UV-vis difüz reflektans spektroskopisi, elektrokimyasal empedans spektroskopisi ve Mott-Schottky analizleri uygulanmıştır. Varılan sonuçlarla, kullanılan kalkojenlerin fotoelektrottaki kompozisyonlarının, tavlama sıcaklığının, RGO konsantrasyonunun optimize edilmesi elektron-hol rekombinasyonunun ve fotokorozyonun önlenmesini sağlayarak performansı artırmaktadır. Çalışmanın başında bulunan fotoakım yoğunluğu 25 µA cm-2 (ZnS) iken, yapılan modifikasyonlar sonucu bu değer 5.34 mA cm-2 'a (RGO(0.25)-Cd0.6Zn0.2Ni0.2S0.2Se0.8) yükselmiştir. Maksimum uygulanan bias ışıktan akım eldesi verimi RGO(0.25)-Cd0.6Zn0.2Ni0.2S0.2Se0.8 fotoelektrotu için %3.18 olarak tespit edilmiştir.

Özet (Çeviri)

The global population expansion and economic improvement have brought about problems such as increasing energy demand and diminishing fossil fuels. Moreover, harmful emissions due to the combustion of fossil fuels are released into the atmosphere having a negative impact on human health and environment. To overcome this handicap, the photoelectrochemical hydrogen generating process has a tremendous deal of potential. The key factor in photoelectrochemical studies is modifying the most effective photoelectrodes using the optimum parameters and the appropriate deposition methods. This study reports the one-step electrodeposition of CdZnS, CdZnSSe, CdZnNiSSe, CdZnCuSSe, CdZnMoSSe and the effect of reduced graphene oxide (RGO) decoration on the photoelectrochemical performance of fabricated photoelectrodes for the first time in the literature. Electrochemical deposition was carried out via repetitive cyclic voltammetry at room temperature. Photoelectrodes were annealed and their photoelectrochemical performances were investigated. To interpret their photoelectrochemical performance and efficiency, open circuit potential measurements, linear sweep voltammetry, chronoamperometry, UV-vis diffuse reflectance spectroscopy, electrochemical impedance spectroscopy, Mott-Schottky analyses were performed. The results demonstrated that optimizing the concentrations of the chalcogenides, annealing temperature, and RGO concentration decreased the rate of electron-hole recombination avoiding photocorrosion. Finally, the photocurrent density is increased from 25 µA cm-2 (ZnS) to 5.34 mA cm-2 (RGO(0.25)-Cd0.6Zn0.2Ni0.2S0.2Se0.8) as a result of modifications. The maximum applied bias photon-to-current efficiency (ABPE) was estimated as 3.18% for RGO-Cd0.6Zn0.2Ni0.2S0.2Se0.8 photoelectrodes.

Benzer Tezler

  1. Nanoboyutta şekilli karışık oksitlerin hazırlanması ve fotokatalitik aktivitelerinin incelenmesi

    Synthesis of nanosize mixed oxides of distinct shapes and investigation of their photocatalytic activities

    ÖZGE KERKEZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL BOZ

    DOÇ. DR. SERKAN NACİ KOÇ

  2. Investigation of electrodeposition conditions on the morphology and properties of zinc oxide and iron oxide films

    Elektrokimyasal sentez koşullarının çinko oksit ve demir oksit filmlerin morfoloji ve özelliklerine etkilerinin incelenmesi

    CEREN YILMAZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Makine MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. UĞUR ÜNAL

  3. Nanoyapılı malzemelerin sentezlenmesi, fotokatalitik ve fotoelektrokimyasal performanslarının incelenmesi

    Başlık çevirisi yok

    DEMET YOLAÇAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Bilim ve TeknolojiTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NURDAN DEMİRCİ SANKIR

  4. Fotovoltaik hücreler için bir boyutlu nanoyapıların sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of one dimensional (1D) nanostructures for photovoltaic cells

    ALEV TUZCU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Enerjiİstanbul Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL BOZ