Application of covalent organic framework based on porphyrin and cucurbit[6]uril as a bifunctional electrocatalyst for hydrogen and oxygen evolution

Fosil yakıtların tüketiminin sonucunda ortaya çıkan çevre sorunlarının yarattığı endişe sebebiyle, temiz ve sürdürülebilir enerji kaynakları geliştirmek için dünya çapında büyük çabalar sarf edilmektedir. Hem hidrojen hem de oksijen gazı üreten elektrokatalitik su ayrıştırması yöntemi, hidrojenin gelecekteki enerji taleplerini karşılayabilmesinden dolayı enerji dönüşümü için önemli bir potansiyel göstermiştir. Bu nedenle, hidrojen evrimi reaksiyonu (HER) ve oksijen evrimi reaksiyonu (OER) için enerji engellerinin üstesinden gelmek amacıyla yeni elektrokatalizörlerin tanıtılması son derece önemlidir. Bu tez, kükürbit[6]üril ve porfirinin yeni bir supramoleküler birleşiminin sentezini ve karakterizasyonunu vurgulamakta ve aynı zamanda hem HER hem de OER'ye yönelik elektrokatalitik aktivitesini incelemektedir. Katalizörün aktivitesini incelemek için lineer süpürme voltametri, kronoamperometri, kronopotansiyometri, elektrokimyasal empedans spektroskopisi gibi elektrokimyasal çalışmalar yapılmıştır. Numunenin yapısal ve morfolojik özellikleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını kırınım analizi (XRD), X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) ve Fourier-dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) kullanılarak da incelenmiştir. Katalizörün, sırasıyla % 85 ve % 99 faradaik verimlerle 18.7 ve 14.92 mmol.gr-1.hr-1 hidrojen ve oksijen gazı üretirken, -0.25 V (HER için) ve 1.6 V (OER için) başlangıç potansiyelleriyle mükemmel elektrokatalitik aktivite gösterebildiği görülmüştür.