Metal katkılı grafen esaslı elektrotların üretilmesi ve karbondioksit indirgenmesinde kullanımının araştırılması
Fabrication of metal additive graphene based electrode and investigation of use in carbon dioxide reduction
Yazar: ESRA BUĞÇE KARATAŞ ÖZKARACA
Danışman: PROF. DR. YÜCEL ŞAHİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Doğada özellikle endüstrinin gelişiminden sonra karbondioksit gazı giderek artmıştır. Bu artışın sonuçlarını dünya üzerinde sıcaklık artışı, buzulların erimesi, bazı türlerin yok oluşu gibi ciddi problemler halinde görmekteyiz. Bu soruna çözüm olarak farklı yaklaşımlar sunulmuştur. Bilim dünyasında en popüler olanları; Karbon Yakalama ve Depolama, Karbon Yakalama ve Kullanımıdır. Bu çözüm önerilerinin temel amaçları atmosferdeki karbondioksit miktarını azaltmaya yöneliktir. Bu yaklaşımların birinde karbondioksiti depolamak amaçlanırken diğerinde doğada fazla olan karbondioksiti kullanılabilir başka formlara dönüştürmek amaçlanmıştır. 
Bu çalışma  kapsamında karbondioksiti yararlanılabilir başka formlara elektrokimyasal yöntemle dönüştürmek hedeflenmiştir. Öncelikle indirgeme işleminde alt katman olarak kullanılacak çalışma elektrodunun belirlenmesi, sonrasında bu çalışma elektroduna uygun olabilecek katalizörü elektrot üzerine elektrokimyasal olarak modifiye etmek ve bu elektrodu CO2 indirgenmesi işleminde kullanmak hedeflenmiştir. Deneysel çalışmalarımızda kullanılan çalışma elektrodu oldukça ucuz ve kolay ulaşılabilir grafit bir materyal olan kalem ucudur. Aynı zamanda modifikasyon işlemleri tek basamakta grafen elde edilerek gerçekleşmektedir. Bazı çalışmlalarda grafene metaller katkılanmıştır.  Elde edilen veriler Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS), SEM/EDS, Raman, XPS yöntemleriyle desteklenmiştir. Modifiye edilmiş olan elektrotlarla elde edilen CO2 indirgenmesi voltamogramları umut vaadedicidir. 

Anahtar Kelimeler : Elektrokimyasal CO2 indirgenmesi, grafen, metal katkılı grafen

Abstract:
In nature has increased especially for carbon dioxide gas after the development of the industry. We see how this increase occurs in the form of serious problems such as temperature problems, melting of glaciers and the disappearance of some generations. Different approaches are needed as a solution to this problem. 
The most popular in the world of science; Carbon Capture and Storage is Carbon Capture and Usage. The main objectives of these solutions are to reduce the amount of carbon dioxide in the atmosphere. While one of these approaches is aimed to store carbon dioxide, the other is intended to convert excess carbon dioxide into other usable forms. 
In this study, it is aimed to convert carbon dioxide into other forms that can be utilized by electrochemical method. Then, it is aimed to electrochemically modify the catalyst that can be suitable for this working electrode on the electrode and use this electrode in the CO2 reduction process. The working electrode used in our experimental studies is a very cheap and easily accessible graphite material. Modification is achieved by obtaining graphene in one step. Graphene metals were added in some studies. The data obtained were supported by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), SEM/EDS, Raman, XPS methods. The CO2 reduction voltamograms obtained with the modified electrodes are promising.

Keywords : Electrochemical CO2 reduction, graphene, metal doped graphene