Aktif Karbon-Nikel Sülfür-Borofen Bazlı Elektrokatalizör Geliştirilmesi ve Hidrojen Evrim Reaksiyonu Performansının İncelenmesi
Öz
Sürdürülebilir kalkınma hedeflerine ulaşmada stratejik bir rol üstlenen hidrojen teknolojisi, sera gazı emisyonlarının azaltılmasına yönelik önemli bir düşük karbon seçeneği sunmaktadır. Özellikle yeşil hidrojen, net sıfır emisyon hedeflerine yönelik geçiş sürecinde kilit bir rol üstlenmektedir. Bu çalışmada, aktif karbon destekli elektrot yüzeyine nikel sülfür ve borofen malzemeleri yüklenerek elektrokatalizörler sentezlenmiş ve hidrojen oluşum reaksiyonu (HER) için elektrokimyasal performansları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Aktif karbonun XRD deseni, grafitik tabakaların varlığını ve malzemenin amorf karakterini ortaya koymuştur. Ortalama gözenek çapı ise yaklaşık 1,44 nm olup, gözenek dağılımının büyük ölçüde mikrogözenek bölgesinde yoğunlaştığı belirlenmiştir. Hidrotermal yöntemle sentezlenen NiS’in XRD deseninde gözlenen karakteristik pikler ise Millerite (NiS) fazına karşılık gelmektedir. Pul pul dökülme yöntemiyle sentezlenen borofen için elde edilen XRD kırınım piklerinin çoğu β-rhombohedral bor ile uyumludur. Sentezlenen elektrokatalizörler arasında borofen katkılı nikel sülfür elektrokatalizörü (80AC18NiS2B), 10 mA.cm⁻² de 421 mV aşırı potansiyel, stabilite testi sonrası %43,47 akım artışı ve belirgin elektro¬kimyasal aktivasyon ile iyileşmiş HER kinetiğini göstermiştir. Bu çalışma, aktif karbon destekli nikel sülfür ve borofen katkılı elektrokatalizörünün, sürdürülebilir hidrojen üretimi için etkin ve uzun ömürlü alternatifler sunabileceğini göstermektedir.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- [1] Hassan Q., Algburi S., Sameen A.Z., Salman H.M., Jaszczur M. “Green hydrogen: A pathway to a sustainable energy future”, International Journey of Hydrogen Energy, 50, 310-333, (2024).
- [2] Mohajan, Haradhan “Greenhouse gas emissions increase global warming” International Journal of Economic and Political, 1(2), 21–34, (2013).
- [3] Mohideen M. M., Ramakrishna S., Prabu S., Liu Y. “Advancing green energy solution with the impetus of Covid-19 pandemic”, Journal of Energy Chemistry, Volume 59, Pages 688-705, (2021).
- [4] Gördesel Yıldız M., Yörük Ö., Uysal D. Doğan Ö.M., “Investigation of Hydrogen Production via Black Water Electrolysis”, Journal of Polytechnic, 28(2): 585-594, (2025).
- [5] Anders F.A., Regmi Y. N., Wei C., Xia D., Kibsgaard J., King L. A. “Precious Metal Free Hydrogen Evolution Catalyst Design and Application”, Chem. Rev.,124, 5617-5667, (2024).
- [6] Harichandan S.,Kar S.K., Rai P.K. “A systematic and critical review of green hydrogen economy in India”, International Journal of Hydrogen Energy, Vol 48, 18, 31425-31442 (2023).
- [7] Luo Y., Zhang Y., Zhu J., Tian X., Liu G., Feng Z., Pan L., Liu X., Han N., and Tan R. “Material Engineering Strategies for Efficient Hydrogen Evolution Reaction Catalysts”, Small Methods, 2400158, 1-18, (2024).
- [8] Tymoczko J., Calle-Vallejo F., Schuhmann W., Bandarenka A.S. “Making the hydrogen evolution reaction in polymer electrolyte membrane electrolysers even faster”, Nature Communications, 7:10990, (2015).
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Elektrokimyasal Teknolojiler, Kimyasal Reaksiyon
Bölüm
Araştırma Makalesi
Erken Görünüm Tarihi
12 Ekim 2025
Yayımlanma Tarihi
15 Mart 2026
Gönderilme Tarihi
26 Haziran 2025
Kabul Tarihi
23 Eylül 2025
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2026 Cilt: 29 Sayı: 2