Laser induced graphene on polyimide substrate for hydrogen generation

Απλή σελίδα τεκμηρίου
dc.contributor.advisorPervolaraki, Mariaen
dc.contributor.advisorStratakis, Emmanouilen
dc.contributor.advisorΠερβολαράκη, Μαρίαel
dc.contributor.advisorΣτρατάκης, Εμμανουήλel
dc.contributor.authorGounela, Theodoraen
dc.contributor.authorΓουνελά, Θεοδώραel
dc.date.accessioned2025-03-18T10:06:30Z
dc.date.available2025-03-18T10:06:30Z
dc.date.issued2025-03-18
dc.description.abstractThis thesis focuses on the fabrication and optimization of Laser-Induced Graphene (LIG), a material with graphene-like properties produced through a one-step, laser-based process. Using commercially available polyimide (PI) as a substrate and nanosecond and picosecond laser pulses, the study investigates the effects of key fabrication parameters such as repetition rate, power, pulse duration, and laser patterning on the quality of the resulting LIG. Through systematic optimization, LIG with a sheet resistance as low as 16 Ohm/sq was achieved, with its high quality confirmed via Raman spectroscopy, I-V measurements, and SEM imaging. The fabricated LIG was then applied as electrodes for the Hydrogen Evolution Reaction (HER) in electrochemical hydrogen generation. Performance testing using Linear Sweep Voltammetry (LSV) and Chronoamperometry (CA) revealed that pure LIG electrodes outperformed functionalized samples, attributed to better exposure of the porous surface for interaction with the electrolyte. This work demonstrates the potential of LIG as a scalable, environmentally friendly material for energy applications while highlighting areas for further optimization to enhance its performance in hydrogen generation and beyond.en
dc.description.abstractΑυτή η μεταπτυχιακή διατριβή εξετάζει τη διαδικασία κατασκευής και βελτιστοποίησης του γραφενίου επαγόμενου με λέιζερ (LIG), ένα υλικό με ιδιότητες παρόμοιες με εκείνες του γραφενίου, το οποίο παράγεται μέσω μιας μονοσταδιακής διαδικασίας που αξιοποιεί την τεχνολογία λέιζερ. Αξιοποιώντας πολυϊμίδιο (PI) ως υπόστρωμα και παλμικό λέιζερ με διάρκεια νανοδευτερόλεπτων και πικοδευτερολέπτων, η παρούσα μελέτη εξετάζει τις επιδράσεις καθοριστικών παραμέτρων της κατασκευής, όπως ο ρυθμός επανάληψης, η ισχύς, η διάρκεια του παλμού και η διαμόρφωση του σχεδίου που δημιουργείται μέσω λέιζερ, στην ποιότητα του παραγόμενου υλικού LIG. Μέσω μιας συστηματικής διαδικασίας βελτιστοποίησης, επιτεύχθηκε LIG με αντίσταση 16 Ohm/sq ενώ η υψηλή ποιότητα του τελικού υλικού επιβεβαιώθηκε μέσω δομικών χαρακτηρισμών, όπως φασματοσκοπία Raman, σάρωση ηλεκτρονικής μικροσκοπίας (SEM) και μετρήσεις I-V. Τα παραγόμενα δείγματα LIG, καθώς και τα δείγματα LIG που περιείχαν πορφυρίνες, χρησιμοποιήθηκαν ως ηλεκτρόδια για την αντίδραση εξέλιξης υδρογόνου (HER) στην ηλεκτροχημική παραγωγή υδρογόνου. Μετά από πειραματικές δοκιμές σχετικά με την απόδοση, χρησιμοποιώντας Γραμμική Σαρωτική Βολταμετρία (LSV) και Χρονοαμπερομετρία (CA), διαπιστώθηκε ότι τα ηλεκτρόδια που περιλάμβαναν LIG παρουσίασαν ανώτερη απόδοση σε σύγκριση με αυτά που περιείχαν πορφυρίνες, γεγονός που αποδίδεται στη βελτιωμένη έκθεση της πορώδους επιφάνειας για αλληλεπίδραση με τον ηλεκτρολύτη. Η παρούσα εργασία αναδεικνύει τις δυνατότητες του LIG ως υλικό με ικανότητες κλιμάκωσης, καθώς και ως φιλικό προς το περιβάλλον, ιδανικό για ενεργειακές εφαρμογές. Επιπλέον, επισημαίνει τομείς που απαιτούν περαιτέρω βελτιστοποίηση προκειμένου να ενισχυθεί η απόδοσή του στην παραγωγή υδρογόνου και σε άλλες εφαρμογές.el
dc.identifier.urihttps://apothesis.hmu.gr/handle/123456789/11278
dc.language.isoen
dc.publisherΕΛΜΕΠΑ, Σχολή Μηχανικών (ΣΜΗΧ), ΔΠΜΣ Νανοτεχνολογία για Ενεργειακές Εφαρμογές
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United Statesen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
dc.subjectGraphene
dc.subjectPolyimide
dc.subjectPicosecond laser
dc.subjectHydrogen production
dc.subjectΓραφένιο
dc.subjectΠολυϊμίδιο
dc.subjectΛέιζερ πικοδευτερολέπτων
dc.subjectΠαραγωγή υδρογόνου
dc.titleLaser induced graphene on polyimide substrate for hydrogen generationel
dc.titleΣύνθεση γραφενίου επαγόμενου με λέιζερ σε υπόστρωμα πολυϊμιδίου για εφαρμογές παραγωγής υδρογόνουel
dc.typeΜεταπτυχιακή Διατριβή
heal.academicPublisherIDΕΛΜΕΠΑ Ελληνικό Μεσογειακό Πανεπιστήμιο
heal.academicPublisherIDΠανεπιστήμιο Κρήτης
Αρχεία
Πρωτότυπος φάκελος/πακέτο
Τώρα δείχνει 1 - 1 of 1
Μικρογραφία εικόνας
Ονομα:
GounelaTheodora2025.pdf
Μέγεθος:
3.4 MB
Μορφότυπο:
Adobe Portable Document Format
Λήψη
Φάκελος/Πακέτο αδειών
Τώρα δείχνει 1 - 1 of 1
Δεν υπάρχει διαθέσιμη μικρογραφία
Ονομα:
license.txt
Μέγεθος:
2.17 KB
Μορφότυπο:
Item-specific license agreed upon to submission
Περιγραφή:
Λήψη
Συλλογές
Μεταπτυχιακές εργασίες / Master Theses