Bazı perovskit tipi hidritlerin hidrojen depolama potansiyelinin yoğunluk fonksiyonel teorisi ile araştırılması

Küresel enerji talebindeki artış ve fosil yakıtların çevresel etkileri, yenilenebilir, sürdürülebilir ve temiz bir enerji taşıyıcısı olan hidrojene yönelik ilgiliyi arttırmıştır. Ancak, hidrojen enerjisi potansiyelinin pratik uygulamalara dönüştürülmesindeki başlıca engel hidrojenin güvenli ve yüksek yoğunlukta depolanmasıdır. Bu tez çalışmasında, katıhal hidrojen depolama ortamı olarak potansiyel gösteren perovskit tipindeki oksit (ABO3) (A = K, Rb, Cs; B = Al, Sb, Si, Sn), bunların sırası ile hidrit (ABH3), oksit – hidrit (veya oksihidrit) (ABO3Hx; x = 3, 6, 8) türevleri ve ikili perovskit tipi hidrit (M2NH6) (M = Mg, Ca, Sr, Ba; N = Co, Ni) kristal sistemlerinin fiziksel özellikleri ve gravimetrik hidrojen depolama performansları, Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) ilkelerini esas alan ve düzlem – dalga baz setini kullanan VASP yazılım paketi değerlendirilmiştir. Analizlerde, elektron – iyon etkileşimleri için izdüşümsel arttırılmış dalga (PAW) yöntemi kullanılmış; değiş – tokuş – korelasyon enerjisi GGA tabanlı PBE fonksiyoneli ile temsil edilmiştir. Hesaplanan sistemlerin termodinamik kararlılıkları oluşum entalpileri üzerinden kritize edilmiş olup; mekanik ve örgü dinamik kararlılıkları sırası ile elastik sabitler ve fonon dispersiyon eğrileri incelenerek belirlenmiştir. Bulgular; ABO3 yapılarının sergilediği yüksek mekanik kararlılığın hidrojen için sağlam bir konakçı iskelet oluşturduğunu, ayrıca yüksek miktardaki hidrojen katkısının elektronik yapıyı değiştirebileceğini göstermiştir. ABH3 ve M2NH6 sistemlerinde hidrojenin bağlanma dokusunun, desorpsiyon sıcaklığı üzerinde belirleyici olduğu; durum yoğunluğu (DOS) ve net yük analizleri ile tespit edilmiştir. Sonuç olarak, bu çalışmada incelenen yapıların gravimetrik hidrojen depolama performansları ve kararlılık limitleri teorik olarak değerlendirilmiş olup; bu sistemlerin, hidrojen depolama uygulamalarında kayda değer adaylar olduğu belirlenmiştir.