Güneşten yakıt üretimi için nanoyapılı biyohibrit foto elektrotların hazırlanması ve uygulama çalışmaları

Abstract

Doğada oluşan bir takım olayların taklit edilmesiyle yapay sistemler geliştirilip teknolojiye uygun yeni ve farklı malzemeler üretilebilir. Bu düşünceden yola çıkarak, bu tez çalışmasının temel amacı; ışığın doğal fotosenteze benzer şekilde transfer edildiği `Yapay Fotosentez` denilen yapay bir sistem geliştirmektir. Bugüne kadar yapay fotosentezi gerçekleştirmek için literatürde birçok çalışma yapılmıştır. Yeşil bir yaprakta güneş ışığı, yapraklardaki anten sistemleriyle soğurulur ve enerji transferi amacıyla supramoleküler organize klorofil molekülleri tarafından taşınır. Çalışmalarımızda enerji transferini gerçekleştiren fotosistem I (photosystem I-PSI) protein yapılarının nano-metal oksit tabakalara elektrostatik olarak entegre edilmesiyle bir yapay fotosentez sistemi oluşturulmuştur. Hazırlanan güneş pillerinde PSI/metal oksit/FTO tabakalar fotoelektrot olarak çalışmaktadır. Bu çalışmada, Yapay Fotosentez sisteminin verimliliği açısından yüksek kalitede fotovoltaik özellik gösteren pil yapımı gerçekleştirmek amaçlanmıştır. Bu şekilde özellikle yapay fotosentezin gerçekleştirilmesi için önemli bir adım atılacağı düşünülmektedir.

Artificial systems can be improved with an imitation of a number of events that occur in nature and new and different materials can be manufactured according to the technology. Based on this idea, the main objective of this thesis is to develop an artificial system called the Artificial Photosynthesis in which light is transferred in a manner similar to natural photosynthesis. To date, many studies have been made to perform artificial photosynthesis in the literature. Sunlight is absorbed in the antenna system of a green leaf where it is transported by supramolecularly organized chlorophyll molecules for the purpose of energy transformation. In this study, an artificial photosynthesis system is formed by integrating electrostatically nano-metaloxide layer of the Photosystem I (PSI) protein that energy transfer is. PSI/metal oxide/FTO layers have been working as photoelectrode in the prepared solar cells. In this thesis, It is intended to perform cells exhibiting high-quality photovoltaic feature in terms of efficiency of artificial photosynthesis systems. This may be an important step for realization of artificial photosynthesis.