TR
EN
Borofen Üretim Teknikleri ve Enerji Uygulamaları
Öz
İki boyutlu malzemeler benzersiz fiziksel, kimyasal ve elektriksel özelliklere sahiptir. Borofen üzerine yapılan birçok teorik çalışma, yapısında bulunan boşluklar nedeniyle metaliklik, şeffaflık, iletkenlik ve kimyasal aktivite gibi önemli olası özellikleri ortaya çıkarmıştır. İlk olarak 2015 yılında sentezlenen bu yeni ve heyecan verici 2B malzeme üzerine yapılan deneysel çalışmaların sayısı oldukça azdır. Halihazırdaki çalışmaların çoğunun hala Moleküler Işın Epitaksi (MBE) ve Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD) gibi pahalı ve sofistike üretim yöntemlerine odaklandığı görülmüştür. 2 boyutlu malzemelerden ilki olan grafen, yirmi yılı aşkın süredir üzerinde çalışılmasına rağmen, endüstriyel ölçekte üretim yöntemlerinin eksikliği nedeniyle enerji endüstrisinde beklenen etkiyi yapamamıştır. Bu derlemede, teorik arka plandan ziyade borofenin deneysel üretim yöntemleri ve ortaya çıkan yapıları üzerine bir anlatı oluşturulması amaçlanmıştır. Borofen tabakalarını sentezlemek için sıvı faz eksfoliyasyon yönteminin borofen üretimini endüstriyel ölçekte gerçekleştirmek için en umut verici yöntem olabileceği bulunmuştur. Teorik, hesaplamalı ve deneysel çalışmalar, β12 ve χ3 borofen yapılarının kararlı olduğunu ve sonokimyasal eksfoliyasyon yöntemiyle üretilebileceğini göstermiştir. Ayrıca, enerji uygulamalarındaki olası kullanımları ve gelecekteki bazı beklentiler de tartışılmıştır. Bu şekilde üretilen borofen, bataryalarda, süperkapasitörlerde hidrojen evrimi (HER) ve oksijen evrimi (OER) reaksiyonlarında kullanılabileceği öngörülmüştür.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Albert, B., & Hillebrecht, H. (2009). Boron: Elementary Challenge for Experimenters and Theoreticians. Angewandte Chemie International Edition, 48(46), 8640–8668. https://doi.org/https://doi.org/10.1002/anie.200903246
- Bhowmik, S., & Govind Rajan, A. (2022). Chemical vapor deposition of 2D materials: A review of modeling, simulation, and machine learning studies. IScience, 25(3), 103832. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.isci.2022.103832
- Chen, Y., Yu, G., Chen, W., Liu, Y., Li, G.-D., Zhu, P., Tao, Q., Li, Q., Liu, J., Shen, X., Li, H., Huang, X., Wang, D., Asefa, T., & Zou, X. (2017). Highly Active, Nonprecious Electrocatalyst Comprising Borophene Subunits for the Hydrogen Evolution Reaction. Journal of the American Chemical Society, 139(36), 12370–12373. https://doi.org/10.1021/jacs.7b06337
- Choi, W., Choudhary, N., Han, G. H., Park, J., Akinwande, D., & Lee, Y. H. (2017). Recent development of two-dimensional transition metal dichalcogenides and their applications. Materials Today, 20(3), 116–130. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.mattod.2016.10.002
- Coleman, J. N. (2013). Liquid Exfoliation of Defect-Free Graphene. Accounts of Chemical Research, 46(1), 14–22. https://doi.org/10.1021/ar300009f
- Feng, B., Zhang, J., Zhong, Q., Li, W., Li, S., Li, H., Cheng, P., Meng, S., Chen, L., & Wu, K. (2016). Experimental realization of two-dimensional boron sheets. https://doi.org/10.1038/NCHEM.2491
- Gao, M., Li, Q.-Z., Yan, X.-W., & Wang, J. (2017). Prediction of phonon-mediated superconductivity in borophene. Physical Review B, 95(2), 24505. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.95.024505
- Göktuna, S., & Taşaltın, N. (2021). Preparation and characterization of PANI: α borophene electrode for supercapacitors. Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures, 134, 114833.
Ayrıntılar
Birincil Dil
İngilizce
Konular
Kimya Mühendisliği
Bölüm
Derleme
Yazarlar
Halil Ekici
*
0000-0002-8750-5591
Türkiye
Erken Görünüm Tarihi
25 Haziran 2023
Yayımlanma Tarihi
15 Temmuz 2023
Gönderilme Tarihi
11 Ocak 2023
Kabul Tarihi
3 Haziran 2023
Yayımlandığı Sayı
Yıl 1970 Cilt: 5 Sayı: 1
APA
Ekici, H. (2023). Production Methods and Energy Applications of Borophene. Uluslararası Doğu Anadolu Fen Mühendislik ve Tasarım Dergisi, 5(1), 126-142. https://doi.org/10.47898/ijeased.1232358