Your browser does not support JavaScript!

Home    Search  

Results - Details

Search command : Author="Κουτσολέλος"  And Author="Αθανάσιος"

Current Record: 6 of 100

Back to Results Previous page
Next page
Add to Basket
[Add to Basket]
Identifier 000428737
Title Design of bulky substituted porphyrin arrays for light harvesting applications
Alternative Title Σχεδιασμός πορφυρινικών συστημάτων με ογκώδειες υποκαταστάτες για εφαρμογές εκμετάλλευσης της ηλιακής ακτινοβολίας
Author Χαρισιάδης, Αστέριος Δ
Thesis advisor Κουτσολέλος, Αθανάσιος Γ.
Reviewer Αγγαρίδης, Παναγιώτης
Δημάδης, Κωνσταντίνος
Κιτσόπουλος, Θεοφάνης
Μήλιος, Κωνσταντίνος
Ταγματάρχης, Νικόλαος
Τρικαλίτης, Παντελής
Abstract Η παρούσα Διδακτορική Διατριβή περιγράφει την ανάπτυξη καινοτόμων πορφυρινικών παραγώγων και τη μελέτη τους ως φωτοευαισθητοποιητές σε ποικίλες εφαρμογές εκμετάλλευσης της ηλιακής ενέργειας. Πιο συγκεκριμένα, παρουσιάζονται διάφορες κατάλληλα σχεδιασμένες πορφυρινικές ενώσεις, οι οποίες είτε έχουν τροποποιηθεί ώστε να φέρουν περιφερειακά διάφορους ογκώδεις υποκαταστάτες ή είναι ενωμένες με άλλες οντότητες, όπως φουλερένια, καταλύτες του κοβαλτίου ή μόρια βόρον διπυρρομεθενίου (BODIPY). Αυτές οι νέο-συντιθέμενες πορφυρινικές οντότητες μελετήθηκαν εκτενώς ως φωτοευαισθητοποιητές σε τεχνητά φωτοσυνθετικά συστήματα, σε ηλιακές κυψελίδες φωτο-ευαισθητοποιούμενης χρωστικής, σε συστήματα φωτο-ηλεκτροχημικής παραγωγής υδρογόνου και σε ηλεκτροχημικές διατάξεις εκπομπής φωτός. Διάφορες συνθετικές προσεγγίσεις ακολουθήθηκαν προκειμένου να παρασκευαστούν τα υβριδικά παράγωγα που παρουσιάζονται στα πλαίσια της διατριβής. Στο τρίτο κεφάλαιο της εργασίας μελετήθηκαν διεργασίες μεταφοράς ενέργειας και ηλεκτρονίων σε μιμητικά φωτοσυνθετικά μοντέλα. Πιο συγκεκριμένα τα συστήματα αυτά απαρτίζονται από ενώσεις που δρουν ως δότες ενέργειας, πορφυρινικά παράγωγα που λειτουργούν ως δότες ηλεκτρονίων και φουλερενικά παράγωγα ως δέκτες ηλεκτρονίων. Διάφοροι τύποι υπερμοριακών αλληλεπιδράσεων (ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις και δεσμοί συναρμογής μετάλλου-υποκαταστάτη) επιλέχθηκαν για τη συγκρότηση των υπερμοριακών αυτών συστημάτων. Αξιολογήθηκαν σημαντικές παράμετροι που χαρακτηρίζουν τέτοιου τύπου συστήματα ως προς την αποδοτικότητα, όπως είναι η σταθερά δέσμευσης και ο χρόνος ζωής της κατάστασης διαχωρισμένων φορτίων. Στη δεύτερη ενότητα πραγματοποιήθηκε η σύνθεση και ο χαρακτηρισμός διαφόρων πορφυρινών και η εφαρμογή τους σε φωτοβολταϊκές διατάξεις. Αναλυτικά μελετήθηκαν δύο πορφυρινικές ενώσεις με δύο διαφορετικές ομάδες πρόσδεσης, τέσσερις δυάδες πορφυρίνης-συμπλόκου του ρουθηνίου και μία δυάδα πορφυρίνης- φουλερενίου σε ηλιακές κυψελίδες φωτοευαισθητοποιούμενης χρωστικής. Όλες οι ενώσεις έφεραν ογκώδεις περιφερειακούς υποκαταστάτες για την αποφυγή φαινομένων συσσωμάτωσης, που είναι από τους σημαντικότερους περιοριστικούς παράγοντες σε τέτοιου είδους συσκευές. Ανάλογα με τη φύση της εκάστοτε ένωσης, πραγματοποιήθηκε η εισαγωγή και μελέτη τους σε τύπου n- ή p-διατάξεις ηλιακών κελιών. Επιπλέον, κατορθώσαμε να προσδέσουμε ομοιοπολικά μία πορφυρίνη του ψευδαργύρου με μία καταλυτική οντότητα του κοβαλτίου. Η δυάδα που σχηματίστηκε εισήχθη στη συνέχεια σε ένα φωτο-ηλεκτροχημικό κελί φωτοευαισθητοποιούμενης χρωστικής για να μελετηθεί προς την παραγωγή υδρογόνου. Το συγκεκριμένο σύστημα χαρακτηρίστηκε πλήρως και μέσω της φασματοσκοπίας φθορισμού αποκαλύφθηκε πως στη δυάδα πιθανότατα λαμβάνει χώρα μεταφορά ηλεκτρονίου από την πορφυρίνη προς τον καταλύτη. Η υπόθεση αυτή επιβεβαιώθηκε από τα καταλυτικά πειράματα που διεξήχθησαν όπου καταγράφηκε ποσότητα παραγόμενου μοριακού υδρογόνου. Τέλος, παρατίθεται η σύνθεση τεσσάρων πολυάδων πορφυρίνης-BODIPY, οι οποίες διαφέρουν ως προς τον αριθμό των περιφερειακά ενωμένων μορίων BODIPY στην κεντρική πορφυρίνη του λευκόχρυσου, που αυξάνεται από ένα έως τέσσερα. Τόσο οι φωτο-φυσικές καθώς και οι ηλεκτροχημικές μελέτες αυτών των συστημάτων περιγράφονται λεπτομερώς. Αυτά τα υβρίδια πρόκειται να εφαρμοστούν σε ηλεκτροχημικά κελιά εκπομπής φωτός, και οι συγκεκριμένες μελέτες βρίσκονται υπό εξέλιξη.
Language English
Subject BODIPY
Cobalt catalyst
Dye-sensitized photo-electrochemical solar cell
Dye-sensitized solar cells
Energy/electron transfer
Fullerene
H2 evolution
Light-emitting electrochemical cells
Ηλεκτροχημικά κελιά εκπομπής φωτός
Ηλιακές κυψελίδες
Καταλύτης κοβαλτίου
Μεταφορά ενέργειας/ηλεκτρονίων
Παραγωγή H2
Πορφυρίνη
Φουλερένιο
Φωτο-ηλεκτροχημικά κελιά φωτοευαισθητοποιούμενης χρωστικής
Φωτοευαισθητοποιούμενης χρωστικής
Issue date 2020-01-10
Collection   Faculty/Department--Faculty of Sciences and Engineering--Department of Chemistry--Doctoral theses
  Type of Work--Doctoral theses
Permanent Link https://elocus.lib.uoc.gr//dlib/7/c/b/metadata-dlib-1583228744-976094-19780.tkl Bookmark and Share
Views 246

Digital Documents
No preview available

No permission to view document.
It won't be available until: 2022-01-10