Synthesis, characterization and catalytic investigation of iron based nano-catalyts for water oxidation reaction
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: SERRA KOCABAŞ
Danışman: EMREN NALBANT
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Fosil yakıtların azalmasıyla birlikte yeni enerji depolama teknolojileri arayışı su gibi temiz, yenilenebilir kaynaklardan hidrojen üretimine yönelmiştir. Bu nedenle son yıllarda elektrokimyasal olarak suyun ayrılması ilgi odağı olmuştur. Ancak, suyun yükseltgenme tepkimesi dört elektron ve dört proton transferinden kaynaklanan büyük enerji bariyerine ulaşmak için yüksek potansiyele ihtiyaç duyar. Bu enerji bariyerini aşmak için yüksek kararlılık ve etkinliğe sahip katalizörler kullanılabilir. Yüksek yüzey alanına ve çok sayıda aktif bölgeye sahip metal oksit nanoparçacıklar literatürde büyük ilgi görmüştür. Bu tez çalışması, krom demir metal oksit nanoparçacıklarını sentezlemeyi ve sentezlenen nanomalzemeleri SEM, TEM, XPS, XRD, EDX ve BET teknikleri ile karakterize etmeyi amaçlamaktadır. Mikroskopi analizleri CrFeO3 nanotellerinin yaklaşık 14 nm boyutundaki nanokristallerin bir araya gelmesiyle oluştuğunu göstermiştir. Katalizörün elektrokatalitik incelemesi alkali ortamda çalışılmıştır. Nanokatalizörün aktivitesini karşılaştırmak için RuO2 kullanılmıştır. CrFeO3-FTO nanotellerinin başlangıç potensiyeli 1.63 V vs RHE olarak hesaplanırken RuO2 nanoparçacıklarının başlangıç potensiyeli 1.47 V vs RHE olarak, aşırı potensiyeli 10 mA cm-2 akım yoğunluğunda 737 mV olarak ve Tafel eğimi 57 mV dec-1 olarak görülmüştür. Sonuç olarak, CrFeO3 nanomateryalinin RuO2 ile kıyaslanabilir ve bazı demir bazlı metal oksit nanoparçacıklardan daha iyi olduğu gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Metal Oksit Nanoparçacık, Nanokatalizör, Suyun Elektrokimyasal Ayrıştırılması, Oksijen Salınımı Tepkimesi