The effect of various parameters on the photoelectrochemical hydrogen production performance of photoelectrodes
Çeşitli parametrelerin fotoelektrotlara ait fotoelektrokimyasal hidrojen üretimi performansına etkisi
- Tez No: 725736
- Danışmanlar: PROF. DR. ATIF KOCA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Fotoelektrokimyasal yöntemler, Fotoelektron, Hidrojen üretimi, Photoelectrochemical methods, Photoelectron, Hydrogen production
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
- 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
2014
Mühendislik BilimleriKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. UĞUR ÜNAL
- 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
2013
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL BOZ
DOÇ. DR. SERKAN NACİ KOÇ
- Yeşil sentez metodu ile hazırlanan Ag2S temelli nanokompozitlerin fotokatalitik hidrojen üretiminde kullanılması
The use of Ag2S based nanocomposites prepared by green synthesis method in photocatalytic hydrogen production
AYDIN BARIŞ ŞİMŞİR
- Experimental investigation of an integrated solar driven wastewater treatment system for trigeneration applications
Başlık çevirisi yok
MURAT EMRE DEMİR
Doktora
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiUnıversıty Of Ontarıo Instıtute Of TechnologyPROF. DR. İBRAHİM DİZER
- Graphitic carbon nitride/oxygen deficient tungsten oxide s-scheme heterojunctions for photocatalytic dye degradation and hydrogen peroxide generation under visible light irradiation
Görünür ışık altında fotokatalitik boya bozunması ve hidrojen peroksit üretimi için s-şemalı grafitik karbon nitrür/oksijen noksanlı tungsten oksit heteroeklemleri
ALEYNA BAŞAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
KimyaKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖNDER METİN