İki-boyutlu MoSe2/polipirol nanokompozitlerine dayalı katalizörlerin geliştirilmesi ve elektrokimyasal su ayrıştırma reaksiyonlarında uygulanması

Hidrojen üretmek için kullanılan yöntemler içerisinde elektrokimyasal su ayrıştırma reaksiyonları önemli bir yere sahiptir. Elektrokimyasal su ayrıştırma reaksiyonlarında verimli bir şekilde hidrojen üretmek için katalizör olarak genellikle değerli metaller kullanılmaktadır. Bu durum, elektrokimyasal su ayrıştırma reaksiyonlarının pratikteki uygulanabilirliğini olumsuz yönde etkilemektedir. Bundan dolayı, değerli metal içermeyen elektrokatalizörlerin geliştirilmesi ve elektrokimyasal su ayrıştırma prosesinde kullanılması oldukça önemlidir. Bu tez çalışmasında, molibden diselenür (MoSe2) ve polipirol (PPy)-bazlı elektrokatalizörler hidrotermal yöntem ile sentezlenmiş ve elektrokimyasal su ayrıştırma reaksiyonlarındaki elektrokatalitik performansları incelenmiştir. Sentezlenen malzemelerin yapısal ve morfolojik karakterizasyonları Fouirer dönüşümlü infrared spepktroskopisi (FTIR), X-ışını difraksiyonu (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçları MoSe2'nin iki-boyutlu nanokatmanlı formda oluştuğunu ve hibrit yapılarda PPy'nin varlığını desteklemiştir. Üretilen elektrokatalizörler içerisinde hidrojen değerlendirme reaksiyonu (HER) için Co-MoSe2@PPy/NF 10 mA/cm2 akım yoğunluğunda 203 mV/dec ve oksijen değerlendirme reaksiyonu (OER) için MoSe2@PPy/NF 310 mV/dec aşırı potansiyel değerleriyle diğer katalizörlere göre daha iyi elektrokatalitik performans sergilediği bulunmuştur. Geliştirilen katalizörlerin Tafel eğimleri, yük transfer dirençleri (Rct) ve elektrokimyasal aktif yüzey alanları (ECSA) gibi önemli performans parametreleri de belirlenmiştir. Son olarak, HER ve OER'da en iyi katalitik performansı sergileyen elektrokatalizörlerin kararlılık ölçümleri gerçekleştirilmiş ve döngüsel voltametri ile 1000 döngüden sonra aktivitelerinde önemli bir kayıp olmadığı bulunmuştur.