Modifiye Edilmiş Poliol Yöntemi ile Sentezlenen Üçlü PtCuNi Nanoalaşımların Elektrokatalitik ve Manyetik Özelliklerinin İncelenmesi
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Çukurova Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Fizik, Türkiye
Tez Danışmanı: Doğan Kaya
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Özet:
Bu çalışmada, farklı oranlarda ve küçük boyutlarda oksitlenmesi
engellenmiş, üretim maliyetleri düşürülmüş ikili (Pt/Cu, Pt/Ni, Ni/Cu) ve üçlü
(Pt/Cu/Ni) nanoalaşımlar, modifiye edilmiş poliol yöntemi kullanılarak
başarıyla sentezlendi. Sentez süreci, her bir bileşim için optimum sıcaklık ve
reaksiyon süresi belirlenerek optimize edildi. Sentezlenen malzemelerin
yapısal, morfolojik, katalitik ve manyetik özellikleri sistematik olarak
incelendi. XRD ve Rietveld düzeltme analizi ile yapılan yapısal incelemeler,
sentezlenen nanoalaşımların yüzey merkezli kübik (fcc) fazlara sahip olduğunu
doğrulamaktadır. TEM ve SEM görüntülemeleri, parçacık boyutlarının 2 ile 12 nm
arasında değişen küresel nanoparçacıkların oluştuğunu ortaya koymaktadır. EDS
ve XPS analizleri, sentezlenen alaşımların stokiyometrik bileşimlerini
doğrulamış ve alaşımlama etkisiyle elektronik yapılarında meydana gelen
değişiklikleri göstermektedir. Elektrokimyasal değerlendirmeler, ikili ve üçlü
Pt/Cu/Ni katalizörlerinin yüksek elektrokimyasal yüzey alanları ve düşük aşırı
potansiyelleri sayesinde üstün hidrojen evrim reaksiyonu (HER), oksijen oluşum
reaksiyonu (OER) ve oksijen indirgeme reaksiyonu (ORR) aktivitesi sergilediğini
gösterdi. Karbon destekli PtCuNi/C nanoalaşımlarının farklı oranlarda
sentezlenen serileri üzerinde yapılan çalışmalarda, bu malzemelerin HER, OER,
ve ORR aktiviteleri asidik ve bazik ortamlarda ikili PtCu, PtNi ve ticari Pt/C
katalizörlerine göre daha iyi katalitik performas gösterdi. Ayrıca, üçlü PtCuNi
alaşımlarının sinerjik etkileşimleri, elektrokatalitik verimliliği ve
kararlılığı artırarak asidik ve bazik ortamlarda üstün performans göstermesini
sağladı. Manyetik karakterizasyonlar, yüksek sıcaklıklarda süperparamanyetik ve
paramanyetik davranışın baskın olduğunu, düşük sıcaklıklarda ise özellikle Ni
açısından zengin bileşimlerde belirgin ferromanyetik özelliklerin gözlendiğini
ortaya koymaktadır. Genel olarak, bu çalışma, kontrollü nanoalaşım
bileşimlerinin yapısal bütünlük, katalitik verimlilik ve manyetik özellikler
üzerindeki büyük etkisini vurgulamakta olup, yakıt hücreleri ve hidrojen
üretimi gibi ileri enerji uygulamaları için önemli bulgular sunmaktadır.
Ayrıca, manyetik özellikler açısından da bu malzemeler, manyetik depolama ve
biyomedikal uygulamalar için potansiyel taşımaktadır.