DEMİR OKSİT VE METAL KATKILI DEMİR OKSİT YAPISINDAN FOTOELEKTROKİMYASAL HİDROJEN ÜRETİMİ

Hidrojen yüksek enerji yoğunluğu, sıfır karbon salımı ve yenilenebilir

enerji teknolojileriyle uyumluluğu sayesinde geleceğin stratejik enerji taşıyıcısı

olarak değerlendirilmektedir. Fosil yakıtların yol açtığı çevresel sorunlar ve artan

enerji talebi temiz ve sürdürülebilir enerji üretim yöntemlerine olan ihtiyacı artırmaktadır.

Bu bağlamda yeşil hidrojen üretimi düşük emisyonlu enerji sistemlerinin geliştirilmesinde

kritik bir role sahiptir. Fotoelektrokimyasal (PEC) su ayrışması güneş enerjisinin

doğrudan kimyasal enerjiye dönüştürülmesini sağlayarak çevre dostu ve yenilikçi

bir çözüm sunmaktadır. Bu çalışmada PEC hidrojen üretimi amacıyla saf ve

katkılı hematit (α-Fe₂O₃) ince filmler ve katkılı tungsten oksit (WO3)

DC/RF magnetron sıçratma yöntemiyle büyütülmüştür. Katkı malzemeleri olarak bakır

(Cu) ve krom (Cr) tercih edilmiştir. Bu elementlerin hematitin elektriksel iletkenliğini

artırarak yük taşıyıcı taşınımını iyileştirmesi öngörülmüştür. Elde edilen filmler

yapısal, optik ve morfolojik özellikler açısından kapsamlı biçimde incelenmiştir.

Kristal yapı X-ışını kırınımı (XRD), optik bant aralığı ve ışık soğurma davranışı

UV-Vis spektroskopisi, yüzey morfolojisi ve elementel bileşim ise SEM ve EDX teknikleriyle

analiz edilmiştir. Ayrıca üç elektrotlu PEC hücre sistemi kullanılarak fotoakım

yoğunluğu, başlangıç potansiyeli ve kararlılık ölçümleri ileriki çalışmalarda gerçekleştirilecektir.

Elde edilen katkılı filmlerin elektron–hol çiftlerinin yeniden birleşmesini

azaltarak rekombinasyon kayıpları sınırlandırılacaktır. Bu sınırlandırmayla PEC

verimliliğinin artması beklenmektedir. Tüm bu aşamalar neticesinde sürdürülebilir

yeşil hidrojen üretiminde hematit tabanlı fotoanotların güçlü bir alternatif oluşturmasına

katkı sağlayacağı öngörülmektedir.<o:p></o:p>

Anahtar Kelimeler: Tungsten Katkısı, Hematit, İnce Film, Fotoelektrokimyasal,

Su Ayrışması, Hidrojen Üretimi<o:p></o:p>