Bazı hafif elementlerle dekore edilmiş iki boyutlu karbon allotroplarının üzerine hidrojen depolama özelliklerinin ab-initio yöntemlerle incelenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: İREM ALP

Danışman: YASEMİN ÇİFTCİ

Özet:

Hafif metal atomu dekore edilmiş pentaheptit grafen allotroplarının (Dmetal/ThMoB4-C ve Dmetal/YCrB4-C; Dmetal = Li, Na, Be, Mg ve Ca) hidrojen depolama özellikleri, DMol3 paket programı dahilindeki yoğunluk fonksiyoneli ilk-ilkeler hesaplamaları ile sistematik olarak incelendi. İyi yakınsamış geometri optimizasyonlarının ardından herhangi bir kümelenme problemini öngörmek için eklenen atomların bağlanma enerjileri araştırıldı. Dmetal/ThMoB4-C ve Dmetal/YCrB4-C üzerine tek taraflı 10H2 ve çift taraflı 20H2’ye kadar depolama yapıldı. Ortalama adsorpsiyon enerjisi 0,2-0,6 eV/H2 aralığında olan ve bu sayede elverişli bir fiziksel tutunma-ayrışma döngüsü sağlayan hidrojen molekülü sayısı belirlendi. Akabinde, H2 adsorplanan metal dekore edilmiş bu mevcut sistemlerin bileşenleri arasındaki bağlanma mekanizmaları hakkında detaylı bir inceleme durum yoğunluğu, Mulliken yük analizi ve yoğunluk farkı hesaplamaları ile birlikte sunuldu. Hesaplamalar, Dmetal/ThMoB4-C için uygulamalar açısından uygun ve avantajlı adsorpsiyon enerjilerine sahip yüksek gravimetrik yoğunluk sonuçları verdi. Böylece, bu tezde çalışılan sistemlerden özellikle Dmetal/ThMoB4-C yapılarının umut verici hidrojen depolama ortamları olarak göz önüne alınabileceği sonucuna varıldı.