İki-boyutlu MoSe2/polipirol nanokompozitlerine dayalı katalizörlerin geliştirilmesi ve elektrokimyasal su ayrıştırma reaksiyonlarında uygulanması
Preparation of two-dimensional MoSe2/polypyrrole nanocomposites-based catalysts and their application in electrochemical water splitting reactions
- Tez No: 824481
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SADIK ÇOĞAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Mühendislik Bilimleri, Chemistry, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Hidrojen üretmek için kullanılan yöntemler içerisinde elektrokimyasal su ayrıştırma reaksiyonları önemli bir yere sahiptir. Elektrokimyasal su ayrıştırma reaksiyonlarında verimli bir şekilde hidrojen üretmek için katalizör olarak genellikle değerli metaller kullanılmaktadır. Bu durum, elektrokimyasal su ayrıştırma reaksiyonlarının pratikteki uygulanabilirliğini olumsuz yönde etkilemektedir. Bundan dolayı, değerli metal içermeyen elektrokatalizörlerin geliştirilmesi ve elektrokimyasal su ayrıştırma prosesinde kullanılması oldukça önemlidir. Bu tez çalışmasında, molibden diselenür (MoSe2) ve polipirol (PPy)-bazlı elektrokatalizörler hidrotermal yöntem ile sentezlenmiş ve elektrokimyasal su ayrıştırma reaksiyonlarındaki elektrokatalitik performansları incelenmiştir. Sentezlenen malzemelerin yapısal ve morfolojik karakterizasyonları Fouirer dönüşümlü infrared spepktroskopisi (FTIR), X-ışını difraksiyonu (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçları MoSe2'nin iki-boyutlu nanokatmanlı formda oluştuğunu ve hibrit yapılarda PPy'nin varlığını desteklemiştir. Üretilen elektrokatalizörler içerisinde hidrojen değerlendirme reaksiyonu (HER) için Co-MoSe2@PPy/NF 10 mA/cm2 akım yoğunluğunda 203 mV/dec ve oksijen değerlendirme reaksiyonu (OER) için MoSe2@PPy/NF 310 mV/dec aşırı potansiyel değerleriyle diğer katalizörlere göre daha iyi elektrokatalitik performans sergilediği bulunmuştur. Geliştirilen katalizörlerin Tafel eğimleri, yük transfer dirençleri (Rct) ve elektrokimyasal aktif yüzey alanları (ECSA) gibi önemli performans parametreleri de belirlenmiştir. Son olarak, HER ve OER'da en iyi katalitik performansı sergileyen elektrokatalizörlerin kararlılık ölçümleri gerçekleştirilmiş ve döngüsel voltametri ile 1000 döngüden sonra aktivitelerinde önemli bir kayıp olmadığı bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Electrochemical water splitting process is one of the most promising methods for hydrogen production. In electrochemical water splitting reactions, noble metals-based materials have been generally used as catalysts to efficiently produce hydrogen, whihc limit their practical application. Therefore, it is highly important to develop nonnoble metal-based electrocatalysts and apply them in electrochemical water splitting processes. In this thesis, molybdenum diselenide (MoSe2) and polypyrrole (PPy)-based electrocatalysts were prepared by hydrothermal method and their electrocatalytic performances in electrochemical water splitting reactions were investigated. Structural and morphological characterizations of as-synthesized materials were performed by Fouirer transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analysis. Analysis results revealed the formation of MoSe2 in two-dimensional nanosheet structures and also confirmed the presence of PPy in hybrid structures. The fabricated electrocatalysts were applied in hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER) and it was found that in the HER Co-MoSe2@PPy/NF showed better electrocatalytic performance than other catalysts with over potential values of 203 mV/dec at 10 mA/cm2 current density, while MoSe2@PPy/NF exhibited the lowest overpotential of 310 mV at 10 mA/cm2 for the OER. In addition, important performance parameters such as Tafel slopes, charge transfer resistances (Rct) and electrochemical active surface areas (ECSA) of the developed catalysts were also determined. Finally, stability tests of the best-performing electrocatalysts were performed and it was found that Co-MoSe2@PPy/NF in the HER and MoSe2@PPy/NF in the OER electrocatalysts displayed negligible loss in their activities after 1000 continuous cycles by cyclic voltammetry.
Benzer Tezler
- İki-boyutlu molibden diselenür bazlı elektrokimyasal sensörlerin geliştirilmesi
Developing of two-dimensional molybdenum diselenide-based electrochemical sensors
YASİN TANGAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
KimyaBurdur Mehmet Akif Ersoy ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SADIK ÇOĞAL
- Two-dimensional transition metal dichalcogenide (TMDC) alloys and devices
İki boyutlu geçiş metal dikalkogenit (GMDK) alaşımları ve aygıtları
MEHMET BAY
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİHAN KOSKU PERKGÖZ
- Microcavity coupled interlayer excitons in MoSe2-WSe2 heterostructures
Mikrokavite içerisinde entegre MoSe2-WSe2 heteroyapılarında katmanlar arası eksitonlar
ŞEYMA ESRA ATALAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM SARPKAYA
- 2D materials and their hetero bilayer systems for optoelectronic applications
Optoelektronik uygulamalar için 2B malzemeler ve bunların hetero 2-katmanlı systemleri
YAHAYA SHEHU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİHAN KOSKU PERKGÖZ
- Systematical cvd growth and characterization of 2d ws2
2b ws2'in cvd yöntemi ile büyütülmesi ve karakterizasyonu
BÜŞRA YORULMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİHAN KOSKU PERKGÖZ