Geri Dön

Farklı alkoller kullanılarak üretilen gözenekli silisyum yapının gözenekli silisyum tabanlı yakıt pillerinin verimine etkisinin incelenmesi

Investigation of the effect of porous silicon structure manufactured using different alcohols on the efficiency of porous silicon based fuel cell

PDF İndir

  1. Tez No: 729716
  2. Yazar: SADETTİN BERKAY ŞARLI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SÜREYYA AYDIN YÜKSEL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 180

Özet

Gözenekli Silisyum (GS); Anodizasyon hücresinde elektro-dağlama ile kristal Silisyum (cSi) yüzeyinde oluşturulan gözeneklerin derinliği ile beraber yüzey alanı üretildiği cSi malzemeye ve diğer eşdeğerlerine göre oldukça geniş, gözenek çevreleri nm/μm mertebesinde örümcek ağı gibi çerçeveleyen silisyum (Si) atomlarıyla dolu, fotolüminesans veren bir malzeme olarak bilinmektedir. Temel parametrelerden biri olarak yapının gözeneklilik ölçüsü, pil ve sensör uygulamalarında anahtar görevlerinden birini üstlenmekte ve bu tezin yazılma sebeplerinden birini de oluşturmaktadır. Gözeneklerin, yakıtı oksidasyon tepkimesi vermesi için katalizöre taşıyan kolon görevi görmesi ve yüzey alanını arttırması yardımıyla yakıt pili uygulamasını olanaklı kılmaktadır. Farklı alkollerle hazırlanmış elektrolit çözeltilerde yüzeyin kompozisyonu ve morfolojisi, oluşan başka bağlar sebebiyle değişime uğrayarak, ilgili alkole karşılık olarak farklı yüzey bağ kompozisyonu vermektedir. Metal/GS/cSi Schottky kontak verdiği bilinmektedir. Elektriksel karakteristiğinin doğrultucu olması nedeniyle de pil ve sensör olarak çalışmasına temel oluşturmaktadır. Metal/GS/nSi eklemlerinden oluşan pil ve sensörlerin veya ayrıca akütatörlerin nem duyarlılığının olmasının bulunmasıyla birlikte, yakıt pili için hidrojen üretimi düzeneğini kullanan bu pillerin/sensörlerin hidrokarbon (dolayısıyla hidrojen) grupları ve hidroksil grubu içeriğinden dolayı farklı karbon sayısına sahip alkollerin de bu etkiyi verdiğini düşünmekteyiz. Bu tez de gözenekli silisyum altlık yüzeyinde anodizasyon işlemi ile farklı alkoller, farklı oranlar kullanılmasıyla büyütülmüş ve en yüksek pil verimi veren üretim şartlarında anodizasyon süresinin etkisi incelenmiştir. Bu gözenekli silisyum yapılarla üretilen Au/GS/Si Schottky diyotların yakıt pili olarak farklı yakıtlarla (dH2O, MetOH ve dH2O:MetOH) verimlerinin incelenmesi ve karşılaştırılması yapılmıştır. Çalışmada, (HF:MetOH:dH2O)-(1:3:1) anodizasyon çözeltisi 60 dk anodizasyon süresi kullanılarak üretilen GS/Si yapı üzerine150 nm Au metal kontak kaplanarak oluşturulan Au/GS/Si diyotlarda en yüksek yakıt pili açık devre gerilimi dH2O:MetOH (1:6) ve MetOH yakıtları için 1 V en yüksek kısa devre akımı 30 A (Voc=850 mV) olarak belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

Porous Silicon (PS); it is known as a photoluminescent material, the surface area of which is quite large compared to the crystalline Silicon (cSi) material from which it is produced and other equivalent materials, the pore circles are filled with Silicon (Si) atoms, framing it like a spider web about nm/μm, with the depth of the pores formed on the surface of cSi by electro-etching in the anodization cell. The porosity measurement of the structure, as one of the basic parameters, undertakes one of the key tasks in battery and detector applications and is one of the reasons for writing this thesis. The pores act as a column carrying the fuel to the catalyst for oxidation reaction, and the porous layer surface area can react more than the normal cSi layer, making fuel cell application possible. In electrolyte solutions prepared with different alcohols, the composition and morphology of the surface changes due to other bonds formed, giving different surface bond composition in response to the relevant alcohol types. It is known that PS structures give Schottky contact with cSi. Thanks to its electrical characteristic working as a rectification, it works as a battery and a detector/sensor. We believe that with the discovery that the batteries and sensors consisting of metal/PS/nSi junctions or also the actuators have humidity sensitivity, these batteries/detectors/sensors using the hydrogen production mechanism for the fuel cell also give this effect due to the hydrocarbon (hence containing hydrogen) groups and alcohols with different carbon numbers due to the hydroxyl group content. The source of the Detector/Sensor and Battery studies stems from the fact that it can do exactly this. In this thesis, porous silicon was enlarged by using different alcohols and different ratios with anodization process on the silicon substrate surface and the effect of anodization time was investigated in production conditions that yielded the highest battery efficiency. In this study, the efficiency of Au/GS/Si Schottky diodes produced with these porous silicon structures as fuel cells with different fuels (dH2O, MetOH and dH2O:MetOH) was investigated and compared. In the study, the highest fuel cell open circuit voltage in Au/GS/Si diodes formed by coating 150 nm Au metal contact on the GS/Si structure produced using (HF:MetOH:dH2O)-(1:3:1) anodization solution, 60 min anodization time. For dH2O:MetOH (1:6) and MetOH fuels, 1 V peak short-circuit current was determined as 30 A (Voc=850 mV).

Benzer Tezler

  1. Tez No

    456956

    Kimyasal aktivasyon yöntemi kullanılarak atık çay çalısından aktif karbon üretimi

    The synthesis of activated carbon from waste tea stem by using chemical activation method

    KADİR SEVİMLİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    KimyaRecep Tayyip Erdoğan Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET TABAK

  2. Tez No

    418988

    Oxidative cross-dehydrogenative coupling of terminal alkynes with thiols using Cu(I) incorporated Schiff base network polymer as catalyst

    Uç alkinler ile tiyollerin Cu(I) bağlanmış Schiff baz ağ polimeri katalizörü eşliğinde oksidatif çapraz dehidrojenatif birleştirme reaksiyonları

    YONCA ALKAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YUSUF YAĞCI

  3. Tez No

    183035

    Aa2024 matrisli B4C parçacık takviyeli kompozitlerin vorteks yöntemiyle üretimi ve özelliklerinin incelenmesi

    Manufacturing of Aa2024 matrix-B4C particle reinforced composites by vortex method and investigation of their properties

    AYKUT ÇANAKÇI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. FAZLI ARSLAN

  4. Tez No

    824645

    Farklı anaçlar üzerine aşılı cabernet franc (Vitis vinifera L.) üzüm çeşidinden üretilen şarapların kalite özelikleri

    Assesment of quality differences of cabernet franc (Vitis vinifera L.) wines grafted on different root stocks

    BUKET YILDIZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Gıda MühendisliğiTekirdağ Namık Kemal Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TUNCAY GÜMÜŞ

    PROF. DR. ELMAN BAHAR

  5. Tez No

    730574

    Şalgam turpu miktarının direkt yöntemle üretilen şalgam içeceğinin kalitesi üzerine etkisi

    The effect of turpish amount on the quality of shalgam beverage produced by the direct method

    DİLAY ASENA AYTEKİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Gıda MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HASAN TANGÜLER

Geri Dön