Yüksek yönelimli pirolitik grafit (HOPG) kullanılarak paladyum nanotel dizilerinin üretilmesi ve hidrojen gazını algılama özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Fosil yakıtların tükenebilir durumda olması ve çevreye CO2 gibi zararlı atıkları bırakması dolayısıyla temiz, güvenilir ve geleceğin enerji kaynağı olan H2 gazının kullanımı çok değişik alanlara yayılmaktadır. Bu durum ise uygulama alanlarının hızla genişlemesine ve H2 gaz sensörü üzerine yeni araştırma alanlarının artmasına neden olmaktadır.Hidrojen sensörü için çeşitli maddeler algılama tabakası olarak seçilmektedir. Paladyum metali, yüksek seçiciliği ve kendiliğinden hidrojeni absorblama özelliği dolayısıyla yaygın bir şekilde hidrojen sensörü olarak kullanılır. Nanoteknolojinin gelişimiyle nano boyuttaki metal malzemelerin, özellikle hidrojene olan duyarlılığı nedeniyle seçilen paladyum nano tellerin, boyutlarında ve yüzey alanında meydana gelen değişimler nedeniyle çok yüksek performans gösterdiği bilinmektedir.Bu tezde, paladyumun HOPG (yüksek yönelimli pirolitik grafit ) üzerine elektrodepozisyonu sonucu üretilen paladyum nano tellerin, hidrojen gazını algılama özellikleri incelenmektedir. Hazırlanan nano yapıdaki tellerin hidrojen gazının algılanması için gaz ölçüm sistemi tasarlanmıştır. Bu yapılar, gaz algılama sistemine yerleştirilmeden önce HOPG üzerinden başka bir altlık üzerine aktarılmıştır. Bu işlem ya bir yapışkan madde (cyanoacrylate) yardımıyla ya da çözücü ve kolay uçucu (aseton) bir madde ile sağlanmıştır. Aktarılan yüzey üzerinden altın veya gümüş kontaklar alınarak, gaz ile etkileşmesi sonucu malzemede meydana gelen elektriksel sinyaller ölçülebilecek hale getirilmiştir. Bu ölçümler sıcaklığa bağlı olarak gerçekleştirilmiştir. Ölçümler neticesinde paladyum nano tellerin hidrojen gazına karşı dikkate değer bir hassasiyette olduğu ortaya çıkmıştır.The use of H2 as a clean, efficient, and sustainable energy source has been expanding into various fields, since CO2 gas evolved from the combustion of fosil fuels is the main cause of the greenhouse effect, which is one of the important global environmental issues. This results in both rapid expansion of application fields and a rise of new research current of H2 gas sensors.In the search for the ultimate sensor, a variety of materials have been employed as the sensing layer. Palladium is widely used for hydrogen sensing due to its high selectivity and property of spontaneously absorbing hydrogen. With the advent of nanotechnology, nanostructures of the functional metal nanowires, in particular Pd nanowires choosed because of H2 gas sensitivity, have presented superior performance because of the enlarging dimension and the surface area of this materials.This thesis investigates the hydrogen sensing properties of palladium nanowires fabricated by electrodeposition of palladium on HOPG (highly oriented pyrolytic graphite). Gas measurement system was designed for hydrogen sensing measurements of the as-prepared samples. These structures had transferred on an appropriate substrate from HOPG before placing the gas measurement system. This operation was provided with an adhesive material (cyanoacrylate) or a solvent and a volatile material (acetone). After making gold or silver contact from surface transferred nanostructures, electrical signals occured in material resulting the interaction with gas were become measurable. This measurements were observed as regard to temperture. The palladium nanowires showed appreciable sensitivity towards hydrogen.