Akademik Veri Yönetim Sistemi
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi Ulusal Çay Kongresi , Rize, Türkiye, 21 - 23 Mayıs 2024, ss.148-149
Geçmişten günümüze kadar olan süreçte insanoğlunun enerjiye olan ihtiyacı giderek artmaktadır. Günümüzde enerji ihtiyacının büyük bir bölümü fosil kaynaklardan sağlanmaktadır. Fosil yakıt kaynaklarının sınırlı olması ve fosil yakıt kullanımı sonucu küresel ısınma, çevre kirliliği, sağlık sorunları gibi farklı problemler nedeniyle alternatif temiz enerjiye olan ihtiyaç artmaktadır. Hidrojenin yüksek enerji yoğunluğu (143,0 MJ/kg) göz önüne alındığında, hidrojen bazlı yakıtlar, atık içermeyen, temiz ve yenilenebilir enerji türleri için en umut verici alternatiflerden biridir. Hidrojen eldesinde en temiz metot, suyun elektrokimyasal olarak ayrıştırılmasıdır. Suyun elektrolizi ile hidrojen eldesinde kritik öneme sahip basamaklarından birisi suyun yükseltgenerek oksijen oluşturması yarı-tepkimesidir. Dört elektron içeren ve yüksek potansiyele sahip bu yarı-tepkimenin gerçekleştirilmesi için verimli elektrokatalizörlerin bu alana kazandırılması gerekmektedir. Geçiş-metal oksitlerinin bu alanda katalitik aktiviteye sahip olduğu bilinmektedir. Ayrıca, metal oksit yapısına karbon katkısı katalitik aktiviteyi artırmaktadır. Karbon destek malzemesinin organik atıklardan temin edilmesi hem katalizör maliyetinin iyileştirilmesi hem de atıkların değerlendirilmesi bakımından önemlidir. Bu çalışma kapsamında, Rize bölgesinin geçim kaynağı olan çay bitkisinin atıkları, metal oksit bileşiklerinin aktivitesini artırmak için karbon kaynağı olarak kullanıldı. Bu çalışmada metal oksit ve çay ile muamele edilmiş metal oksit-karbon hibrit katalizörü katı-hal yöntemi ile sentezlendi. Sentezlenen bileşikler, çeşitli yöntemler ile karakterize edildi. Elde edilen katalizörlerin, 1 M KOH çözeltisinde suyun yükseltgenerek oksijen oluşumunda elektrokatalizör olarak kullanım potansiyelleri camsı karbon elektrot üzerinde incelendi. Deneysel çalışmalar sonucunda metal oksit yapısının atık çay ile muamele edilmesi ile karbon katkısının, katalitik aktiviteyi arttığı gözlendi. Hibrit katalizör ile elde edilen Tafel eğimi ve 10 mA.cm-2 akım yoğunluğuna ulaşmak için gerekli aşırı potansiyel değeri sırasıyla 84 mV.dec-1 ve 495 mV olarak bulundu.
From the past to the present, the need of human beings for energy has been increasing. Today, the most of the energy needs are supplied from fossil sources. The need for alternative clean energy is increasing due to limited fossil fuel resources and different problems such as global warming, environmental pollution and health problems as a result of fossil fuel use. Given the high energy density of hydrogen (143.0 MJ/kg), hydrogen-based fuels are one of the most promising alternatives for clean and renewable type of energy without any waste. The cleanest method of hydrogen production is electrochemical water splitting. One of the critical steps in hydrogen evolution by electrolysis of water is the half-reaction of water oxidation. Efficient electrocatalysts need to be introduced to this field to realize this halfreaction, which involves four electrons and has a high potential. Transition-metal oxides are known to have catalytic activity in this field. Additionally, carbon contribution to the metal oxide structure increases catalytic activity. Providing carbon support material from organic waste is important in terms of both improving catalyst costs and utilizing waste. In this study, the wastes of the tea plant, which is the livelihood of the Rize region, were used as a carbon source to increase the activity of metal oxide compounds. Metal oxide and tea-treated metal oxide-carbon hybrid catalysts were synthesized by the solid-state method. The synthesized compounds were characterized by various methods. The potential of the catalysts to be used as electrocatalysts for water oxidation was investigated on a glassy carbon electrode in 1 M KOH solution. As a result, it was observed that the carbon contribution increased the catalytic activity of metal oxide. For hybrid catalyst, the Tafel slope and the overpotential value required to reach a current density of 10 mA.cm-2 were found to be 84 mV.dec-1 and 495 mV, respectively.