Ιδρυματικό Αποθετήριο
Πολυτεχνείο Κρήτης
Πολυτεχνείο Κρήτης
EN
|
EL
| URI | http://purl.tuc.gr/dl/dias/231D83E1-1B06-4B02-A288-6D4D0E716742 | - |
| Αναγνωριστικό | https://doi.org/10.26233/heallink.tuc.103565 | - |
| Γλώσσα | el | - |
| Μέγεθος | 68 σελίδες | el |
| Τίτλος | Σύνθεση και χαρακτηρισμός νανο-ηλεκτροδίων μαγγανίου-νικελίου (Mn@Ni) για την αντίδραση έκλυσης υδρογόνου (HER) σε διατάξεις αλκαλικής ηλεκτρόλυσης | el |
| Τίτλος | Synthesis and characterization of novel nano-structure manganese-nickel (Mn@Ni) electrodes for Hydrogen Evolution Reaction (HER) in alkaline electrolysis cells. | en |
| Δημιουργός | Charitaki Myrto | en |
| Δημιουργός | Χαριτακη Μυρτω | el |
| Συντελεστής [Επιβλέπων Καθηγητής] | Konsolakis Michail | en |
| Συντελεστής [Επιβλέπων Καθηγητής] | Κονσολακης Μιχαηλ | el |
| Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής] | Papaefthymiou Spyridon | en |
| Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής] | Παπαευθυμιου Σπυριδων | el |
| Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής] | Ipsakis Dimitrios | en |
| Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής] | Ιψακης Δημητριος | el |
| Εκδότης | Πολυτεχνείο Κρήτης | el |
| Εκδότης | Technical University of Crete | en |
| Ακαδημαϊκή Μονάδα | Technical University of Crete::School of Production Engineering and Management | en |
| Ακαδημαϊκή Μονάδα | Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης | el |
| Περιγραφή | Διπλωματική Εργασία | el |
| Περίληψη | Στη προσπάθεια που πραγματοποιείται με σκοπό την ενεργειακή μετάβαση από ρυπογόνες τεχνολογίες παραγωγής ενέργειας σε πιο καθαρές εναλλακτικές το υδρογόνο αναδεικνύεται ως ένας φορέας ενέργειας με ιδιαίτερες προοπτικές. Μεταξύ των μεθόδων παραγωγής υδρογόνου η ηλεκτρόλυση του νερού αποτελεί μια ελκυστική επιλογή καθώς μέσω αυτής μπορεί να παραχθεί πράσινο υδρογόνο ακόμη και με τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Ωστόσο προκειμένου να αποτελέσει αυτή η μέθοδος μια ουσιαστικά ανταγωνιστική επιλογή είναι απαραίτητη η έρευνα για την ανάπτυξη πιο οικονομικών και αποδοτικών ηλεκτροκαταλυτών. Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στην σύνθεση νέων νανοδομημένων ηλεκτροδίων μαγγανίου σε αφρό νικελίου (Mn@NF) και τη μελέτη της συμπεριφοράς τους στην αλκαλική ηλεκτρόλυση και ιδιαίτερα στην ημι-αντίδραση έκλυσης υδρογόνου HER. Στο πρώτο κεφάλαιο πραγματοποιείται μια ανασκόπηση των τεχνολογιών παραγωγής υδρογόνου με ιδιαίτερη έμφαση στην ηλεκτρόλυση του νερού και τις ημι-αντιδράσεις έκλυσης υδρογόνου (HER) και έκλυσης οξυγόνου (OER). Στη συνέχεια αναλύονται οι βασικές θερμοδυναμικές και κινητικές παράμετροι της αντίδρασης και αναφέρονται τα υλικά και οι μέθοδοι σύνθεσης των ηλεκτροκαταλυτών. Έπειτα παρουσιάζονται οι τεχνικές χαρακτηρισμού που παρέχουν πληροφορίες για τη μικροδομή, τις ηλεκτροχημικές ιδιότητες και τη σταθερότητα των υλικών. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται η διαδικασία σύνθεσης των ηλεκτροδίων και μέσω ηλεκτροχημικών τεχνικών καταγράφονται και συγκρίνονται οι ηλεκτροκαταλυτικές τους επιδόσεις. Στο τρίτο και τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της μελέτης που αναδεικνύουν τη σημασία της αναλογίας Ni/Mn στην ηλεκτροκαταλυτική συμπεριφορά των ηλεκτροδίων με το δείγμα με αναλογία Ni/Mn 1:3 να παρουσιάζει τη καλύτερη συνολικά απόδοση. Συγκεκριμένα εμφάνισε χαμηλή αντίσταση μεταφοράς φορτίου, τη μεγαλύτερη χωρητικότητα διπλής στιβάδας (Cdl) και παρουσίασε τα καλύτερα συνολικά αποτελέσματα στις ημι-αντιδράσεις HER και OER, υποδεικνύοντας αυξημένη ενεργή επιφάνεια και βελτιωμένη ηλεκτροκαταλυτική συμπεριφορά. | el |
| Περίληψη | In the ongoing effort to achieve the energy transition from high-emission energy production technologies to cleaner alternatives, hydrogen emerges as an energy carrier with significant potential. Among the various hydrogen production methods water electrolysis constitutes a particularly attractive option as it enables the generation of green hydrogen even through the use of renewable energy sources. However, in order for this method to become a truly competitive and viable solution, research on the development of more cost-effective and efficient electrocatalysts is imperative. This thesis focuses on the synthesis of novel nano-structured manganese-nickel foam (Mn@NF) electrodes and the investigation of their performance in alkaline electrolysis with particular emphasis on Hydrogen Evolution Reaction (HER). In the first chapter a review of hydrogen production technologies is presented with a focus on water electrolysis as well as the key individual half-reactions Hydrogen Evolution Reaction (HER) and Oxygen Evolution Reaction (OER). Subsequently, the fundamental thermodynamic and kinetic parameters of the reaction are analyzed and the materials and synthesis methods of electrocatalysts are discussed. The second chapter presents the electrode synthesis process, followed by the evaluation and comparison of their electrocatalytic performance. In the third and final chapter the study results are reported, highlighting the significance of the Ni/Mn ratio on the electrocatalytic behavior of the electrodes. Among the samples, the one with the Ni/Mn 1:3 ratio exhibited the overall best performance. Specifically, it demonstrated low charge transfer resistance, the highest double layer capacitance (Cdl) and the most favorable overall result in both HER and OER, indicating an increased electrochemically active surface area and enhanced electrocatalytic activity. | en |
| Τύπος | Διπλωματική Εργασία | el |
| Τύπος | Diploma Work | en |
| Άδεια Χρήσης | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | en |
| Ημερομηνία | 2025-06-26 | - |
| Ημερομηνία Δημοσίευσης | 2025 | - |
| Θεματική Κατηγορία | Alkaline electrolysis | en |
| Θεματική Κατηγορία | Hydrogen Evolution Reaction (HER) | en |
| Βιβλιογραφική Αναφορά | Μυρτώ Χαριτάκη, "Σύνθεση και χαρακτηρισμός νανο-ηλεκτροδίων μαγγανίου-νικελίου (Mn@Ni) για την αντίδραση έκλυσης υδρογόνου (HER) σε διατάξεις αλκαλικής ηλεκτρόλυσης.", Διπλωματική Εργασία, Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2025 | el |
| Βιβλιογραφική Αναφορά | Myrto Charitaki, "Synthesis and characterization of novel nano-structure manganese-nickel (Mn@Ni) electrodes for Hydrogen Evolution Reaction (HER) in alkaline electrolysis cells.", Diploma Work, School of Production Engineering and Management, Technical University of Crete, Chania, Greece, 2025 | en |
Copyright © DIAS 2013
