Geri Dön

Theoretical modeling of heterolytic mechanism for H2 production: A detailed investigation of Cobalt(II)-polypyridyl catalyst

H2 üretimi heterolitik mekanizmasının teorik modellemesi: Kobalt(II)-polipiridil katalizörünün detaylı olarak incelenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 747886
  2. Yazar: AYAS KİSER
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. YELİZ GÜRDAL DURĞUN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Adana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 76

Özet

Hidrojen (H2) molekülü biyokütle, su ve biyokarbonun içerisinde doğal olarak bulunan bir enerji taşıyıcısıdır. Güneş enerjisi ise bitkilerin fotosentez mekanizmalarında doğal olarak kullandıkları en yaygın bulunan enerji kaynağıdır. Araştırmacılar doğanın önemli bir olayı olan fotosentezin ışıklı reaksiyonlarındaki kusursuz H2 üretme yolağından ilham almışlardır. Fotosentezin su indirgeme mekanizmasını taklit etmek amacıyla çok çeşitli geçiş metalleri kullanılmıştır. Buna rağmen araştırmacılar, kobalt bazlı fotokatalizörleri keşfedene kadar, fiyat/performans açısından tatmin edici bir cevap bulamamışlardır. Yakın zamanda, Kobalt bazlı fotokatalizörler kullanılarak fotokatalitik su indirgemesi üzerine bir çok araştırma yapılmıştır. Bu bağlamda, tezimizde düzgün dörtyüzlü koordinasyona ve çoklu piridil grubuna sahip Co-bazlı katalizörün su indirgeme, bir diğer adıyla, H2 üretme mekanızması Ab-initio moleküler dinamik, Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi ve Serbest Enerji Pertürbasyon Teorisi kullanılarak incelenmiştir. Bu tezdeki amacımız, oktahedral koordinasyondaki düzenlemenin etkisini açıklığa kavuşturmak ve ayrıca, heterolitik H2 üretme mekanizmasının yolaklarından ikisi olan ECEC ve EECC mekanizmalarını karşılaştırmaktır. Dolayısıyla, çalışma boyunca, hidrojen üretim döngüsünün ECEC ve EECC mekanizmaları değerlendirilerek, mekanizmanın her ara adımı simüle edilmiş ve ayrıca Co-bazlı su indirgeme katalizörünün çevresindeki çözelti tepkisi incelenmiştir. Buna ek olarak, her iki mekanizmanın her bir adımının elektronik yapıları ek simülasyonlar uygulanarak analiz edilmiştir. Elektron transferi için Marcus Teorisi kullanılmış ve indirgenme serbest enerjileri hesaplanmıştır.

Özet (Çeviri)

Hydrogen (H2) molecule is a remarkable carrier of energy that is found naturally in biomass, water, and hydrocarbon. Solar energy is the most abundant energy source, which plants inherently uses to feed their photosynthesis mechanisms. Hereupon, researchers gain inspiration of these nature's great event, the light reactions of impeccable H2 production pathway of photosynthesis. In order to mimick the water reduction mechanism of photosynthesis, various transition metals have been employed. However, a satisfactory solution couldn't been found in the terms of price/performance ratio. Recently, researchers have investigated photocatalytic water reduction by taking advantage of Cobalt based photocatalysts. In this connection, by applying Ab-initio Molecular Dynamics simulations as well as Density Functional Theory, and Free Energy Perturbation Theory, we investigate water reduction, also known as H2 production, mechanism of Co-based poly-pyridyl catalyst having perfect octahedral coordination. At this thesis, our aim is to clarify the effect of regulation at octahedral coordination and compare the two pathways of, ECEC and EECC, H2 production mechanism. Consequently, for the hydrogen production cycle, both ECEC and EECC mechanisms are utilized and each intermediate step is simulated in order to determine the allowed spin states as well as solvent response around the reaction center of Co-based water reduction catalyst investigated. Furthermore, by performing additional simulations the electronic structures of each intermediate step of both mechanisms have been analyzed. Reduction free energies have been calculated using Marcus theory of electron transfer.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    342756

    Theoretical modeling of derivatives of RGD

    RGD türevlerinin teorik olarak modellenmesi

    BARAN ULUCA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    KimyaFatih Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. SEDAT COŞGUN

    DOÇ. DR. LEVENT SARI

  2. Tez No

    170766

    Silindirik elektrostatik lens sistemlerinin teorik modellenmesi ve elektron tabancasındaki uygulamaları

    Theoretical modeling of electrostatic cylinder lens systems and their applications to electron gun

    ÖMER ŞİŞE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAfyon Kocatepe Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. MEVLÜT DOĞAN

  3. Tez No

    625517

    Bazı iletken polimerlerin gaz sensörü olarak teorik modellenmesi

    Theoretical modeling of some conductive polymers as a gas sensor

    RESUL GÖRGÜL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Fizik ve Fizik MühendisliğiKaramanoğlu Mehmetbey Üniversitesi

    Fen Bilimleri ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MURAT YILDIZ

  4. Tez No

    821342

    Theoretical modeling of the energy efficiency of a shopping mall

    Bir alışveriş merkezinin enerji verimliliğinin teorik modellenmesi

    HAMZA ABUALESS

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    EnerjiAtatürk Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KADİR BİLEN

  5. Tez No

    56744

    Game theoretical modeling of stock exchanges

    Borsanın oyun teorisiyle modellenmesi

    ALİ NÜVİT VEYSOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1996

    MatematikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Matematik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALBERT ERKİP

Geri Dön