Hidrojen üretimi için perovskit tipi oksit malzemelerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu

Bu çalışmada, A-yer ve B-yer atomunun etkisini gözlemlemek için LaAlO3 aile perovskit yapısı seçilmiş ve sırasıyla A-yer atomu olarak Na+ ve Sr2+ ve B-yer atomu olarak Mg2+ ve Mn3+ elementleri tercih edilmiş olup La1-xNaxAl1-yMyO3 (x=0,2, 0,4, 0,6 ve 0,8; y=0,3, 0,5, 0,7, 0,9; M=Mg ve Mn) ve La1-xSrxAl1-yMyO3 (x=0,2, 0,4, 0,6 ve 0,8; y=0,3, 0,5, 0,7, 0,9; M=Mg ve Mn) kompozisyonlarının termokimyasal su ayrıştırma testlerinde kullanabilecek redoks malzemesi olarak değerlendirilmesi amacı ile söz konusu bileşimlerin oksijen üretimi, hidrojen üretimi, yeniden oksidasyon verimliliği ve yapısal kararlığı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Pechini yöntemi ile sentezlenen perovksit oksit malzemeler hedeflenen kristal yapının elde edilebilmesi için 1300°C' de 6 saat süreyle ısıl işleme tabi tutulmuştur. Sentezlenen tozların yapısal analizleri detaylı bir şekilde incelenmiş olup, morfolojik incelenmesi için SEM çalışmaları yapılmıştır. Yapılan yapısal analizler sonrasında La1-xSrxAl1-yMgyO3 perovskit ailesi hariç diğer tüm kompozisyonlar perovskit yapısına sahip şekilde sentezlendiği gözlemlenmiştir. Bu prosesi takiben, La1-xNaxAl1-yMnyO3, La1-xNaxAl1-yMgyO3 ve La1-xSrxAl1-yMnyO3 perovskit oksit aileleri hidrojen üretim kapasitelerinin değerlendirilebilmesi için termokimyasal redoks tepkimelerine maruz (Tred≈1400℃, Toks≈800℃) bırakılmıştır. Ele alınan tüm kompozisyonlarda H2 üretimi gözlemlenirken beklendiği üzere H2 üretimi, kompozisyonlardaki katkı elementlerine ve miktarlarına göre farklılık göstermiştir. En yüksek H2 üretimi 254 µmol/g değeri ile La0.4Sr0.6Al0.5Mn0.5O3 kompozisyonunda tespit edilirken, bu kompozisyonunu 218 µmol/g ve 164 µmol/g değerleriyle sırasıyla La0.6Sr0.4Al0.7Mn0.3O3 ve La0.8Sr0.2Al0.9Mn0.1O3 kompozisyonları takip etmiştir.