Biyotaklit Güneş Yakıt Cihazı Için Grafen Temelli Elektrotlar

Abstract

Yirmi birinci yüzyılın en büyük sorunu artan dünya nüfusuyla beraber enerji ihtiyacında gözlenen artıstır. Bu ihtiyacı karsılamak amacıyla bilim dünyası çevre dostu, yenilenebilir alternatif enerji kaynakları arayısına yönelmistir. Günes enerjisi, günes ısıgını absorblayarak enerji dönüsümü saglayan yeni materyaller sayesinde süphesiz en çok ümit vadeden alternatif enerji kaynagı olarak karsımıza çıkmaktadır. Bu projenin amacı, hali hazırda günes enerjisinden yararlanarak yakıt elde edebilen cihazlara kıyasla daha üstün özelliklere sahip, yeni günes-yakıt cihazları için elektrodlar tasarlamaktır. Dolayısıyla elde edilecek olan bu elektrodun tasarımında elektrik iletimindeki benzersiz özellikleri ve düz bir yüzeye sahip olması nedeniyle tek katmanlı grafen yüzeyler kullanılmıstır. Grafen, Cyanidioschyzon merolae (C. Merolae) gibi dogal fotosentetik sistemlerden enerji transferinde neredeyse ideal bir elektrod gibi davranır. Bu hedeften yola çıkarak oldukça kararlı dogal fotosentetik kompleksler, fonksiyonel gruplar ile modifiye edilmis grafen kaplı elektrod yüzeyine spesifik olarak baglanmıstır. Proje kapsamında (i) daha önce kullanılan elektrodların aksine, ısık absorblayan fotosentetik kompleks yapıların yüzeye spesifik bir sekilde baglandıgı elektrodların eldesi, (ii) kontrollü bir oryantasyonun saglanmasıyla ısık absorpsiyonunun arttırılması ve bunun bir sonucu olarak foto dönüsüm verimliliginin yükselmesi, (iii) elde edilen elektrodun bir yıgın heteroeklem (BHJ) günes hücresi içindeki aktivitesinin incelenmesi, hedeflenmistir. Bu amaçla genis bir literatür arastırması yapılmıs, mevcut metodlara yeni yaklasımlar önerilmistir. Yüksek düzeyde disiplinlerarası özellikte olan bu proje çalısmasında, spektroskopiden moleküler biyolojiye, fotosentetik komplekslerin biokimyasından grafen elektrodların nanomühendisligine, fotosentetik yapılardaki plasmonik ve plasmon artısına dahası günes hücresi çalısmalarına kadar uzanan genis bir yelpazede deneyim sahibi olmayı sunmaktadır. Tüm bu disiplinlerin bir araya gelmesiyle fotoelektrokimyasal enerji dönüsümün gerçeklesebilmesi için gereken tecrübe ve uzmanlık temin edilmis olacak ve ?yesil? biyofotoelektrod yapım hedefi amaçlanmıstır. Proje içerigi, Bilim ve Teknoloji Yüksek Kurulu (BTYK) ve TÜBITAK tarafından Ulusal Bilim ve Teknoloji Politikaları kapsamında belirlenen Vizyon 2023 Strateji Belgesi'nde, öncelikli stratejik teknoloji alanları içinde, nanoteknoloji baslıklı kısmın, nanoelektronik, nanofotonik ve nanobiyoteknoloji alt baslıkları ile ilgili olup ülke öncelikleri arasındadır.