PdO Ve SnO2 Katkılı Yüksek Entropili Oksit (CoCuNiTiZn)O Nanofiberlerin Üretimi Ve H2 Gazı Algılama Özelliklerinin İncelenmesi
Alver Ü. (Yürütücü), Varol T., İçin K., Keleş S., Bilgin S.
TÜBİTAK Projesi, 1001 - Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı, 2025 - 2027
- Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
- Destek Programı: 1001 - Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı
- Başlama Tarihi: Şubat 2025
- Bitiş Tarihi: Şubat 2027
Proje Özeti
Dünya nüfusunun hızla artması ve kentleşmenin yaygınlaşması, fosil yakıtların yoğun kullanımını artırarak çevre kirliliğine ve sera gazı emisyonlarına ciddi şekilde katkıda bulunmuştur. Bu durum, temiz enerji kaynaklarına yönelik araştırmaları daha önemli hale getirmiştir. Hidrojen, 21. yüzyılın sürdürülebilir enerji kaynaklarından biri olarak değerlendirilmekte olup, fosil yakıtların yerine geçerek karbon emisyonunu azaltma potansiyeline sahiptir. Ancak, hidrojen gazının yanıcı ve patlayıcı özellikleri nedeniyle güvenli taşınması ve kullanımı büyük önem arz etmektedir. Bu nedenle, hidrojenin güvenli bir şekilde izlenmesi için yüksek hassasiyetli, seçici, düşük sıcaklıkta çalışabilen ve düşük güç tüketimine sahip sensörlerin geliştirilmesi gerekmektedir.
Bu projede metal oksit yarıiletken (MOY) katkılı yüksek entropili oksit (YEO) nanofiber hidrojen sensörleri çalışılacaktır. Literatürde YEO nanofiber formunda üretilen sensör çalışmalarının oldukça sınırlı olmasının yanı sıra, MOY katkılı YEO nanofiber hidrojen sensörü çalışmasına rastlanmamıştır ve proje bu temel özgünlük üzerine kurgulanmıştır. Bu temel özgünlük; malzeme, yöntem ve uygulama açısından da içerisinde farklı özgünlükleri barındırmaktadır. Projede (CoCuNiTiZn)O bileşimi hem YEO olarak hem de nanofiber formda ilk kez üretilecek ve bu bileşim ilk kez H2 gaz sensörü olarak kullanılacaktır. Proje kapsamında, (CoCuNiTiZn)O bileşimli YEO nanofiberler elektrospinning yöntemiyle üretilecek ve bu nanofiberlere yine elektrospinning yöntemiyle PdO ve SnO₂ gibi MOY katkılar yapılarak YEO/MOY heteroeklem yapıları elde edilecektir. Üretilecek bu YEO/MOY heteroeklem yapıların elektrospinning yöntemi ile üretilecek olması projenin yöntem kısmının özgün değerini oluşturmaktadır. Literatür çalışmaları, YEO'ların birçok metalin bir araya gelerek olağanüstü özellikleri sayesinde H₂ gaz sensörlerinde geniş bir uygulama potansiyeline sahip olabileceğini ortaya koymaktadır. Bu nedenle bu projede şimdiye kadar üretilmemiş ve çalışılmamış YEO/MOY heteroeklem resistif hidrojen sensör malzemelerinin üretilmesi ve H2 gazı algılama özelliklerinin çalışılması amaçlanmıştır.
4 iş paketi şeklinde sunulan projede, elektrospinning yöntemi kullanılarak bir boyutlu nanofiber formunda (CoCuNiTiZn)O YEO yapıları üretilecektir. Daha sonra, farklı oranlarda PdO ve SnO₂ katkıları kullanılarak heteroeklem ((CoCuNiTiZn)Ox/PdO1-x ve (CoCuNiTiZn)Ox/(SnO2)1-x) nanofiber yapılar oluşturulacaktır. Üretilen bu nanofiber yapılar, XRD, BET, SEM, TEM, XPS gibi tekniklerle karakterize edilecek ve hidrojen gazı algılama performansları belirlenerek seçicilik, duyarlılık, tepki süresi ve kararlılık gibi kritik sensör parametreleri değerlendirilecektir.
Bu projeyle hidrojen sensör teknolojileri alanına önemli katkılar sağlanması hedeflemektedir. Proje çıktıları, sürdürülebilir enerji, çevre güvenliği ve sanayi uygulamaları açısından büyük bir potansiyele sahiptir. Hidrojenin güvenli kullanımı için geliştirilecek olan yüksek performanslı sensörler, enerji, otomotiv, kimya ve savunma sanayii gibi birçok sektörde kullanılabilme potansiyeline sahiptir. Ayrıca, proje kapsamında elde edilen bilimsel veriler uluslararası dergilerde yayımlanarak akademik literatüre katkı sağlayacak, ulusal ve uluslararası patent ve/veya faydalı model başvuruları yapılacaktır. Bunun yanı sıra, proje kapsamında iki yüksek lisans tezi tamamlanarak, sensör teknolojileri alanında nitelikli araştırmacı yetiştirilmesine katkıda bulunulacaktır. Bu proje, YEO tabanlı heteroeklem gaz sensörleri konusunda öncü bir çalışma olup, hidrojen sensörleri için yeni malzeme alternatifleri sunarak enerji dönüşümü ve endüstriyel güvenlik alanlarında önemli bir etki yaratmayı hedeflemektedir.