Hidrojen üretimi için hidrotermal yöntem ile MoS2 temellielektrokatalizör geliştirilmesi
Development of MoS2 based electrocatalyst with hydrothermal method for hydrogen production
Yazar: EMİNE NİDA ÇELİKER
Danışman: DOÇ. DR. HALİT EREN FİGEN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MELTEM KARAİSMAİLOĞLU ELİBOL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Enerji = Energy ; Kimya = Chemistry ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Son zamanlarda açığa çıkan enerji krizi ve çevre kirliliği nedeniyle, yenilenebilir ve temiz enerji kaynaklarına yönelim artmıştır. Yenilenemez enerji kaynakları rezerv ömür süreleri her geçen yıl azalmasıyla fosil yakıtların kullanımı tartışma konusu olmuştur ve alternatif enerji kaynaklarını aramayı kaçınılmaz hale getirmektedir. Bu amaçla doğada serbest halde bulunan ve kütle bazında yüksek enerji içeriğine sahip olan hidrojene yönelim olmuştur. Hidrojen, su, kömür, doğal
gaz, biyokütle, hidrojen sülfür, bor hidritler ve diğerleri gibi birçok farklı hammaddeden bir çok farklı yöntemle (termal, elektrokatalitik/fotokatalitik vs…) üretilebilir ve birim kapasite ve yüksek yanma ısısı nedeniyle petrol/petrol ürünlerine oranla daha güçlü bir enerji taşıyıcısıdır. Hidrojen yanma ürünleri çevredostu yeşil bir enerjidir. Hidrojen evrim reaksiyonu (HER), elektrot yüzeyinde proton ve elektronların hidrojene (2H+ + 2e- -> H2) dönüştürüldüğü önemli bir adımdır. Platin, HER için önemli bir elektrokatalizör olsa da az bulunur ve maliyetli olması, alternatif olarak doğada daha bol miktarda bulunan metallerle değiştirilmesi kaçınılmazdır. Son zamanlarda yapılan çok sayıda çalışmada, yüksek aktivite ve kararlılık sağladığı gözlemlenen birçok elektrokatalizör denenmiş ve fayda sağlanmıştır. Bu çalışmada hidrotermal yöntemler ile farklı kükürt kaynaklı Molibden, tungsten sülfit ile çeşitli geçiş metalleri (Ce, Y, Cr, Gd, Sr ve V) ile desteklenen elektrokatalizörler sentezlenmiş ve Hidrojen Evrim Reaksiyonundaki etkinliği incelenmiştir.

Abstract:
Due to the recent energy crisis and environmental pollution, the trend towards renewable and clean energy sources has increased. As the reserve lifespan of nonrenewable energy resources decreases every year, the use of fossil fuels has become a matter of debate and makes the search for alternative energy sources inevitable. For this purpose, there has been a focus on hydrogen, which is free in nature and has a high energy content on a mass basis. Hydrogen can be produced by many different methods (thermal, electrocatalytic/photocatalytic, etc.) from many different raw materials such as water, coal, natural gas, biomass, hydrogen sulfide, boron hydrides and others, and is more efficient than petroleum products due to unit capacity and high combustion heat. It is a powerful energy carrier. Hydrogen combustion products are environmentally friendly green energy. Hydrogenevolution reaction (HER) is an important step in which protons and electrons areconverted to hydrogen (2H+ + 2e- -> H2) on the electrode surface. Although platinum is a potentially important catalyst for HER, its scarcity and cost lead to theidea of replacing it with metals abundant in nature as an alternative. In many recent studies, many electrocatalysts that have been observed to provide high activity and stability have been tested and provided benefits. In this study, electrocatalysts supported by different sulfur-derived Molybdenum, tungsten sulfide and various transition metals (Ce, Y, Cr, Gd, Sr and V) were synthesized by hydrothermal methods and their effectiveness in the Hydrogen Evolution Reaction was examined.