TR
EN
Çeşitli metallerle dekore edilmiş alüminyum katkılı altıgen bor nitrür nano levhaların hidrojen depolama özelliklerinin hesaplamalı incelenmesi
Abstract
Bu çalışmada, hidrojen depolama uygulamaları açısından potansiyellerini değerlendirmek amacıyla altıgen (hekzagonal) bor nitrür (B19N18) nano levhaların alüminyum katkılı yapıları (Al-hBN); alkali (Li+, Na+, K+), toprak alkali (Mg2+, Ca2+) ve dördüncü periyot geçiş metali (Sc3+, Ti4+, V3+, Cr2+, Mn7+, Fe3+, Co3+, Ni2+, Cu+, Cu2+, Zn2+) katyonları ile tek atom dekorasyonu yoluyla modifiye edilmiştir. Yapısal kararlılık, adsorpsiyon enerjileri ve elektronik özellikleri incelemek için yoğunluk fonksiyoneli teorisi (DFT) hesaplamaları, Perdew–Burke–Ernzerhof (PBE) değiş-korelasyon fonksiyoneli ve def2-SVP baz seti kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Termodinamik kararlılık analizleri, tüm dekorasyonlu sistemlerin negatif toplam elektronik ve termal entalpi değerleri sergileyerek termodinamik olarak kararlı yapıların oluştuğunu göstermektedir. Hidrojen adsorpsiyon özellikleri; adsorpsiyon enerjileri, bağ uzunlukları ve sınır moleküler orbital (FMO) analizi ile incelenen moleküler orbital özellikleri dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Sc3+, Fe3+ ve Co3+ dekorasyonlu Al-hBN yüzeylerinde elde edilen adsorpsiyon enerjileri sırasıyla 0,42, 0,56 ve 0,58 eV/H2 olup, bu değerler hidrojenin oda sıcaklığında tersinir olarak adsorplanabilmesi için önerilen optimum aralık (~0,2 ila 0,6 eV/H2) içerisindedir. Buna karşın, Li+, Na+, K+, Ca2+ ve Zn2+ dekorasyonlu sistemlerde pozitif Gibbs adsorpsiyon serbest enerji değerleri, kısa adsorpsiyon mesafeleri ve geniş bant aralığı nedeniyle hidrojen adsorpsiyonunun zayıf veya termodinamik olarak elverişsiz olduğu belirlenmiştir. Bu bulgular, uygun metal dekorasyonu ile birleştirilen Al-hBN nano levhalarının, verimli, hafif ve geri dönüştürülebilir hidrojen depolama malzemeleri için umut verici adaylar olduğunu göstermektedir.
Keywords
References
- Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı (DOE), Enerji Verimliliği ve Yenilenebilir Enerji Ofisi (EERE). 2025. Hydrogen storage. Erişim adresi: https://www.energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-storage
- Chopra NG, Luyken RJ, Cherrey K, Crespi VH, Cohen ML, Louie SG, Zettl A. 1995. Boron nitride nanotubes. Science. 269(5226):966–967.
- Friedlingstein P, Jones MW, O’Sullivan M, et al. 2025. Global carbon budget 2025. Earth Syst Sci Data. 17:965–1025.
- Frisch MJ, Trucks GW, Schlegel HB, Scuseria GE, Robb MA, Cheeseman JR, et al. 2013. Gaussian 09, Revision D.01. Wallingford, CT: Gaussian Inc.
- Gao Y, Wu X, Zeng XC. 2014. Designs of fullerene-based frameworks for hydrogen storage. J Mater Chem A. 2:5910–5914.
- Huang J, Li D, Li R, Zhang Q, Chen T, Liu H, Liu G. 2019. An efficient metal-free phosphorus and oxygen co-doped g-C₃N₄ photocatalyst with enhanced visible-light photocatalytic activity for the degradation of fluoroquinolone antibiotics. Chem Eng J. 374:242–253.
- Kim YH, Zhao Y, Williamson A, Heben MJ, Zhang SB. 2006. Nondissociative adsorption of H₂ molecules in light-element-doped fullerenes. Phys Rev Lett. 96:016102.
- Kovalskii AM, Manakhov AM, Afanasev PA, Popov ZI, Matveev AT, Al Qasim AS. 2024. Hydrogen storage ability of hexagonal boron nitride. Front Mater. 11:1375977.
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
Computational Chemistry
Journal Section
Research Article
Publication Date
June 28, 2026
Submission Date
December 27, 2025
Acceptance Date
June 24, 2026
Published in Issue
Year 2026 Volume: 9 Number: 1
APA
Taclı, B., & Kınal, A. (2026). Çeşitli metallerle dekore edilmiş alüminyum katkılı altıgen bor nitrür nano levhaların hidrojen depolama özelliklerinin hesaplamalı incelenmesi. Eurasian Journal of Biological and Chemical Sciences, 9(1), 32-42. https://doi.org/10.46239/ejbcs.1850233
AMA
1.Taclı B, Kınal A. Çeşitli metallerle dekore edilmiş alüminyum katkılı altıgen bor nitrür nano levhaların hidrojen depolama özelliklerinin hesaplamalı incelenmesi. Eurasian J. Bio. Chem. Sci. 2026;9(1):32-42. doi:10.46239/ejbcs.1850233
Chicago
Taclı, Berna, and Armağan Kınal. 2026. “Çeşitli Metallerle Dekore Edilmiş Alüminyum Katkılı Altıgen Bor Nitrür Nano Levhaların Hidrojen Depolama özelliklerinin Hesaplamalı Incelenmesi”. Eurasian Journal of Biological and Chemical Sciences 9 (1): 32-42. https://doi.org/10.46239/ejbcs.1850233.
EndNote
Taclı B, Kınal A (June 1, 2026) Çeşitli metallerle dekore edilmiş alüminyum katkılı altıgen bor nitrür nano levhaların hidrojen depolama özelliklerinin hesaplamalı incelenmesi. Eurasian Journal of Biological and Chemical Sciences 9 1 32–42.
IEEE
[1]B. Taclı and A. Kınal, “Çeşitli metallerle dekore edilmiş alüminyum katkılı altıgen bor nitrür nano levhaların hidrojen depolama özelliklerinin hesaplamalı incelenmesi”, Eurasian J. Bio. Chem. Sci., vol. 9, no. 1, pp. 32–42, June 2026, doi: 10.46239/ejbcs.1850233.
ISNAD
Taclı, Berna - Kınal, Armağan. “Çeşitli Metallerle Dekore Edilmiş Alüminyum Katkılı Altıgen Bor Nitrür Nano Levhaların Hidrojen Depolama özelliklerinin Hesaplamalı Incelenmesi”. Eurasian Journal of Biological and Chemical Sciences 9/1 (June 1, 2026): 32-42. https://doi.org/10.46239/ejbcs.1850233.
JAMA
1.Taclı B, Kınal A. Çeşitli metallerle dekore edilmiş alüminyum katkılı altıgen bor nitrür nano levhaların hidrojen depolama özelliklerinin hesaplamalı incelenmesi. Eurasian J. Bio. Chem. Sci. 2026;9:32–42.
MLA
Taclı, Berna, and Armağan Kınal. “Çeşitli Metallerle Dekore Edilmiş Alüminyum Katkılı Altıgen Bor Nitrür Nano Levhaların Hidrojen Depolama özelliklerinin Hesaplamalı Incelenmesi”. Eurasian Journal of Biological and Chemical Sciences, vol. 9, no. 1, June 2026, pp. 32-42, doi:10.46239/ejbcs.1850233.
Vancouver
1.Berna Taclı, Armağan Kınal. Çeşitli metallerle dekore edilmiş alüminyum katkılı altıgen bor nitrür nano levhaların hidrojen depolama özelliklerinin hesaplamalı incelenmesi. Eurasian J. Bio. Chem. Sci. 2026 Jun. 1;9(1):32-4. doi:10.46239/ejbcs.1850233