Phd Degree / Doktora
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/2869
Browse
2 results
Search Results
Doctoral Thesis Synthesis, Characterization, Optimization, and Electrochemical Analysis of Novel Multimetal Oxide Materials for Energy Applications(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Karabudak, Engin; Aytekin, Ahmet; Karabudak, EnginSon zamanlarda, enerji ve enerjiye olan ihtiyaç gittikçe artmaktadır. Bu enerji ihtayacını karşılamak adına, araştırmacılar enerji ile ilintili malzemelerin elektrokimyasal özelliklerini ve kullanım alanlarını iyileştirmek için çalışmaktadırlar. Günümüzde, multimetal oksit malzemeler bataryada (lityum iyon batarya ve Ni tabanlı batarya), yarı iletkenlerde, suyu ayrıştırma çalışmalarında, yakıt hücrelerinde ve kataliz çalışmalarında geniş bir şekilde kullanılmaktadır. Bu tezde nikel hidroksit (alfa ve beta formu), üre parçalanması metoduyla sentezlenmiştir. Kobalt, çinko, alüminyum ve bakır katkılı Ni(OH)2 aynı metotla sentezlenmiştir. Bu katkılı nikel hidroksitlerin elektrokimyasal analizi yapılmış ve karakterize edilmiştir. Nikel hidroksit kapasitesini iyileştirmek için küçük bir hücre çalışması yapılmış ve optimizasyon çalışması yapılarak bazı etkiler (c rate, tutkal etkisi ve elektrolit etki) incelenmiştir. Ayrıca NMC katot malzemesi katı-hal yöntemi ile sentezlenmiş ve kapasite çalışması yapılmıştır. Çalışmada BSCF, Ag-BSCF ve yeni BSNF malzemeleri sol jel yöntemi ile sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir. Ayrıca, perovskite sınıfında olup olmadıklarını belirlemek adına Goldschmidt tolerans faktörleri hesaplanmış ve tartışılmıştır. Tezde çeşitli metal tuzları (Cr, Co, Fe, Mn, Ni) kullanılarak basılabilir mürekkep hazırlanmıştır. Hazırlanmış olan basılabilir mürekkeplerin optimizasyon çalışması yapılmıştır. Bu mürekkeplerden yola çıkarak multimetal oksit katalizörleri sentezlenmiştir, bu da suyu ayrıştırarak hidrojen ve oksijen elde etme imkanı sunar. Son olarak, PbVO3CI malzemesi sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir. Yarı iletkenliği, elektronik yapısı, dinamik kararlılığı (Born-Phonon) ve perovskite sınıfı özelliği ele alınmıştır. Tezde, irdelenen bu malzemeler ( özellikle Ag-BSCF, BSNF, PbVO3CI) solar hücrelerde, katı hal yakıt hücrelerinde (SOFC), bataryalarda, yarı iletken ve katalizör çalışmalarında kullanılabilme potansiyeline sahiptir.Doctoral Thesis Synthesis and Characterization of Novel Organometallic-Semicondutor Nanocomposit Photoelectrodes(Izmir Institute of Technology, 2022) Göl, Yusuf Emre; Karabudak, Engin; Karabudak, EnginStudies on novel electrochemical catalyst synthesis for efficient oxygen evolution reaction (OER) attract the attention of researchers. In general, changing of synthesis method and the doping metal affect the electrochemical activities of BSCF. In this work, silver doped Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ (BSCF-Ag) perovskite structure is shown to be a better electrocatalyst for oxygen evolution reaction (OER) due to its lower overpotential and extended durability. BSCF structure was synthesized by the EDTA-citric acid method. Appropriate amount of Ba(NO3)2 and EDTA were dissolved 0.1 M NH4OH solution. Nitrate salts of other metals were dissolved in distilled water, then mixed with prepared Ba(NO3)2 solution. The mixture was stirred at 70 °C until gelation occurred. The gelled samples obtained were baked in a drying oven at 250 °C for 24 h before being calcined at 1000 °C for 12 h. To achieve a current density of 10 mA cm−2, BSCF-Ag has required an overpotential of 0.36 V, which is very low compared to BSCF. To determine the stability of BSCF-Ag, continuous chronopotentiometry tests were carried out for 5 h and at a constant current density of 10 mA cm−2. BSCF-Ag was characterized by XRD, SEM, and XPS. Recent advances in inkjet printing technology for applications relating to heterogeneous catalysis are presented. Catalysts lie at the heart of most chemical reactions where raw materials are converted to value-added products. Therefore, synthesis and immobilization of active catalysts in the reactor are of great importance. Inkjet printing is an additive manufacturing technology introduced recently as a useful method for the fabrication and application of catalysts as a class of functional materials. Inkjet printing provides special features which can be tailored to the design of high-efficient catalytic processes. This thesis presents an overview of the technology along with developments and challenges associated with the combination of inkjet printing and heterogeneous catalysis, such as ink preparation, thin-film properties and real-life applications.