Akademik Veri Yönetim Sistemi
BAYRAM E. (Yürütücü), KIZIL Ç.
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2020 - 2022
Grafen, karbon atomlarının sp2 hibritleşmesi sonucu oluşmuş düzlemsel yapıda bir malzemedir. Grafen sahip olduğu üstün özellikler sayesinde, alan etkili transistörler, güneş panelleri, kimyasal ve biyosensörler ile enerji depolama ve dönüşümü alanı gibi alanlarda kullanılmaktadır. Grafen’in yüksek yüzey alan ve elektriksel iletkenlik, kontrol edilebilir gözenek boyut dağılımına ve düşük özdirenç değerlerine sahip olması bu malzemenin enerji depolama ve dönüşümü alanında kullanım imkanı sağlamaktadır. Grafen’in özellikle enerji depolama alanında Lityum iyon piller, süperkapasitörler ve yakıt pillerinde yaygın kullanımları bulunmaktadır. Ayrıca, grafen yapısına elementel katkılama yapılması (Azot, Demir, Silisyum, Bor, Kükürt v.b.) bu malzemenin elektriksel iletkenliği ve yüzey alan değerlerini arttırarak süperkapasitörlerde elektrot malzemesi olarak kullanılmasını sağladığı gibi, katkılama işlemi ile beraber oluşan fonksiyonel gruplar malzemeye elektrokatalizör etkinliği kazandırmaktadır. Bu tez projesinde, yüksek elektriksel iletkenlik, yüzey alan ve Oksijen İndirgeme Reaktivitesi (ORR) gösteren heteroatom katkılı grafen malzemelerin solvotermal yöntemle tek basamakta sentezlenmesi planlanmaktadır. Katkılanması planlanan elementler N, Si, Fe olarak belirlenmiştir. Üretilecek elektroaktif malzemelerin yapısal karakterizasyonu, N2 adsorpsiyonu yöntemi, X-ışınları fotoelektron spektroskopisi (XPS), X-ışınları kırınımı (XRD), Taramalı elektron mikroskobu-Enerji Dağılım Spektrometre (SEM-EDX), Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), Raman spektroskopisi, Termal Gravimetrik Analiz (TGA), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) gibi bilinen karakterizasyon teknikleri gerçekleştirilecektir. Katalizörlerin asidik ve bazik ortamlardaki ORR performansları, katalitik mekanizmaları ve metanol toleransları üç elektrotlu sistemde döner disk elektrot yöntemiyle belirlenecek ve elde edilen sonuçlar ticari Pt/C katalizörü kullanılarak elde edilecek sonuçlar ile karşılaştırılacaktır. Üretilecek elektroaktif malzemeler uygun akım toplayıcılar üzerine kaplanıp elektrotlar üretilecek ve bu elektrotların süperkapasitörler olarak performansları dönüşümü voltametri tekniği kullanılarak asidik ve bazik çözelti ortamında farklı tarama hızında belirlenecektir.