E-Locus - Ιδρυματικό Καταθετήριο Πανεπιστημίου Κρήτης - Theoretical study of MoS2 defects and dopants for hydrogen evolution reaction

Αρχική Theoretical study of MoS2 defects and dopants for hydrogen evolution reaction

Αποτελέσματα - Λεπτομέρειες

[Προσθήκη στο καλάθι]

Κωδικός Πόρου

000432856

Τίτλος

Theoretical study of MoS2 defects and dopants for hydrogen evolution reaction

Άλλος τίτλος

Θεωρητική μελέτη ατελειών και προσμίξεων διθειούχου μολυβδαινίου (ΜΘS2) για την αντίδραση παραγωγής υδρογόνου

Συγγραφέας

Μινωτάκη, Μαρία

Σύμβουλος διατριβής

Κοπιδάκης, Γεώργιος

Μέλος κριτικής επιτροπής

Αρματάς, Γεράσιμος
Ρεμεδιάκης, Ιωάννης

Περίληψη

Το υδρογόνο αποτελεί μία από τις επικρατέστερες, φιλικές προς το περιβάλλον, λύσεις έναντι των ορυκτών καυσίμων. Η αποδοτική και συνεχής παραγωγή υδρογόνου αποτελεί καθοριστικό παράγοντα για την ευρεία χρήση του ως φορέα ενέργειας στο εγγύς μέλλον. Οι καταλύτες που χρησιμοποιούνται σε αντιδράσεις παραγωγής υδρογόνου βασίζονται σε ευγενή μέταλλα. Το Διθειούχο Μολυβδαίνιο (M0S2) είναι ένα χαμηλού κόστους, φυλλόμορφο υλικό σε αφθονία, με ποικιλία ενδιαφερουσών ιδιοτήτων, οι οποίες απορρέουν από την διάσταση και την δομή του. Προηγούμενες ερευνητικές εργασίες καθιέρωσαν ότι, παρόλο που το επίπεδο των νανοδομών του MoS2 παραμένει αδρανές, τα άκρα του είναι καταλυτικά ενεργά κατά την αντίδραση παρα¬γωγής υδρογόνου. Στην προσπάθεια να αυξήσουμε τον αριθμό των ενεργών θέσεων για την αντίδραση παραγωγής υδρογόνου στα νανοσωματίδια MoS2, χρησιμοποιήθηκαν υπολογισμοί βασισμένοι στην Θεωρία Συναρτησιακού Πυκνότητας για να εξετάσουν την ικανότητα προσ¬ρόφησης υδρογόνου στο επίπεδο του MoS2, όταν έχει υποστεί τροποποιήσεις όπως εισαγωγή κενοτήτων και ατόμων εμπλουτισμού. Η ελεύθερη ενέργεια προσρόφησης υδρογόνου χρησιμο¬ποιήθηκε ως κύριος δείκτης δραστικότητας. Η εισαγωγή μιας κενότητας θείου σε συνδυασμό με την αντικατάσταση του κοντινού ατόμου μολυβδαινίου με ένα μεταβατικό μέταλλο βελτιώνει την δραστικότητα του επιπέδου. Εξετάστηκαν παράμετροι όπως οι διάφορες θέσεις προσρόφησης υδρογόνου, η επίδραση της συγκέντρωσης υδρογόνου, ο μηχανισμός εκρόφησης μορίων υδρο¬γόνου και η σταθερότητα των συστημάτων. Τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι ο συνδυασμός ενός ατόμου νικελίου και μίας κενότητας θείου στο επίπεδο του MoS2 έχει την μέγιστη αποδοτι¬κότητα σε σύγκριση με διάφορα άλλα μέταλλα που χρησιμοποιήθηκαν ως άτομα εμπλουτισμού. Αποτελέσματα για άλλα μεταβατικά μέταλλα προσφέρουν μία βαθύτερη κατανόηση του μηχανι¬σμού ενεργοποίησης του επιπέδου του MoS2. Μια σχέση της μορφής 'ηφαιστείου' παρουσιάζεται μεταξύ του δείκτη δραστικότητας και της πυκνότητας ρεύματος ανταλλαγής. Επίσης, διερευ¬νήθηκε η εξάρτηση μεταξύ των δεικτών δραστικότητας και σταθερότητας των συστημάτων. Τέλος, χρησιμοποιώντας υπολογισμούς Θεωρίας Συναρτησιακού Πυκνότητας διερευνήθηκαν κατευθύνσεις για το σχεδιασμό αποδοτικών και σταθερών καταλυτών βασισμένων στο MoS2 για την αντίδραση παραγωγής υδρογόνου.

Φυσική περιγραφή

103 σ. : είκ.(μερ. εγχρ.) ; 30 εκ.

Γλώσσα

Αγγλικά

Θέμα

Density functional theory calculatios

transition metals

Διθειούχο μολυβδαίνιο

Μεταβάτικά μέταλλα

Ημερομηνία έκδοσης

2020-11-27

Συλλογή