Gd ve Sm Katkılı CeO2 bileşiklerinden elektrokimyasal yöntemle hidrojen eldesi
Obtaining hydrogen by electrochemical method from Gd and Sm doped CeO2 compounds
- Tez No: 967204
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HANDAN ÖZLÜ TORUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Mühendislik Bilimleri, Energy, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kahramanmaraş İstiklal Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 78
Özet
Enerji, günümüz toplumlarının ekonomik kalkınmasında, teknolojik ilerlemesinde ve yaşam kalitesinin yükselmesinde temel bir rol oynamaktadır. Ancak geleneksel enerji kaynaklarının çevresel tahribatı ve tükene bilirliği, alternatif ve sürdürülebilir enerji kaynaklarına olan ilgiyi artırmıştır. Bu bağlamda hidrojen, yüksek enerji yoğunluğu, sıfır karbon emisyonu ve çevre dostu özellikleri sayesinde geleceğin enerji taşıyıcısı olarak ön plana çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında, CeO₂ (seryum dioksit) yapısına %4, %6 ve %8 oranlarında Gd³⁺ (gadolinyum) ve Sm³⁺ (samaryum) katkılanarak sentezlenen nano yapılı bileşiklerin, elektrokatalitik hidrojen üretimi performansları araştırılmıştır. Glisin yakma yöntemiyle elde edilen bu bileşikler XRD, Raman, FESEM, BET, LSV, CV ve HER analizleriyle detaylı olarak karakterize edilmiştir. Bulgular, katkı elementlerinin CeO₂ kafesine başarıyla entegre edildiğini ve kristal yapının korunduğunu göstermektedir. Elektrokimyasal testler sonucunda, en yüksek akım yoğunluğu ve hidrojen üretim hızı %6 Sm katkılı CeO₂ örneğinde (CSm6) elde edilmiştir. CSm6'nın birim zaman başına üretilen hidrojen miktarı 0.00090 ml/s ile daha yüksek performansa sahip olduğu görülmektedir. Bu durum, Sm katkısının elektrokatalitik aktiviteyi önemli ölçüde artırdığını ortaya koymuştur. Çalışma, çevresel sürdürülebilirliğe katkı sağlayabilecek düşük maliyetli ve yüksek verimli elektrokatalizörlerin geliştirilmesinde önemli bir adım niteliğindedir. Bu tez çalışmasında, enerji krizine çözüm olabilecek hidrojen üretiminde CeO₂ tabanlı katalizörlerin potansiyelini ortaya koymakta ve gelecekteki yeşil enerji teknolojilerine katkı sağlayacak nitelikli bir araştırma sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Energy plays a fundamental role in the economic development, technological advancement, and quality of life of today's societies. However, the environmental degradation and depletion of traditional energy sources have increased interest in alternative and sustainable energy sources. In this context, hydrogen stands out as the energy carrier of the future thanks to its high energy density, zero carbon emissions, and environmentally friendly properties. This thesis investigates the electrocatalytic hydrogen production performance of nanostructured compounds synthesized by doping CeO₂ (cerium dioxide) with 4%, 6%, and 8% Gd³⁺ (gadolinium) and Sm³⁺ (samarium). These compounds, obtained by glycine combustion, were characterized in detail using XRD, Raman, FESEM, BET, LSV, CV, and HER analyses. The findings demonstrate that the doping elements were successfully integrated into the CeO₂ lattice and the crystal structure was preserved. Electrochemical tests revealed that the highest current density and hydrogen production rate were achieved in the CeO₂ sample (CSm6) containing 6% Sm. It is seen that CSm6 has higher performance with the amount of hydrogen produced per unit time being 0.00090 ml/s. This demonstrated that the Sm addition significantly increased electrocatalytic activity. This study represents a significant step in the development of low-cost, high-efficiency electrocatalysts that can contribute to environmental sustainability. This thesis demonstrates the potential of CeO₂ based catalysts in hydrogen production, which can be a solution to the energy crisis, and presents a qualified research that will contribute to future green energy technologies.
Benzer Tezler
- Farklı yakma esaslı sentez yöntemleri ile Ce0,80Sm0,20O1,90 elektrolitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of Ce0,80Sm0,20O1,90 electrolytes via different combustion based synthesis methods
BURCU AYGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ FARUK ÖKSÜZÖMER
- Katı oksit yakıt hücreleri için Sr,Ca ve Mg katkılı seryum oksit elektrolitinin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of Sr, Ca and Mg doped ceria electrolyte for solid oxide fuel cells
BÜŞRA ÇALIŞ DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ALİ FARUK ÖKSÜZÖMER
- Sitrat nitrat yöntemiyle seryum oksit esaslı elektrolit malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of cerium oxide based electrolyte materials by citrate nitrate method
EMİNE ELİF OCAKCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ FARUK ÖKSÜZÖMER
- Protonik seramik yakıt hücrelerinde kullanılmak üzere yeni tip elektroseramiklerin üretilmesi ve yapılarının karakterizasyonu
The production of new types of electroceramics to be used in protonic ceramic fuel cells and the characterization of their structure
ÇİĞDEM ÇELEN YÜZER
Doktora
Türkçe
2021
EnerjiMersin ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR YILMAZ
- Effect of ionic radius of A-site dopants on the phase transition temperature and crystal structure of bismuth ferrite
A-konumuna giren katkıların iyon yarıçaplarının bizmut ferrit'in faz geçiş sıcaklığı ve kristal yapısına etkisi
MOHAMMADREZA KHODABAKHSH
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. İBRAHİM BURÇ MISIRLIOĞLU