Özet:
Son yıllarda fosil yakıt kaynaklarının (kömür, petrol ve doğal gaz gibi) hızla tükenmesi ve oluşturdukları çevre kirliliği alternatif kaynak arayışlarını hızlandırmıştır. Alternatif enerji olarak doğal kaynaklar (Güneş, rüzgar, jeotermal ve hidroelektrik) düşünülmektedir. Hidrojen yakıt pilleri gelecekte enerji ihtiyacının karşılanmasında kullanılacak güvenli ve temiz araçlardır. Bu enerji ihtiyacının karşılanması için de ileri teknolojilerden olan hidrojen enerji sistemi kullanılabilir. Gözenekli silisyum hidrojen pili bu teknolojinin örneklerinden biridir. Bu tezde çeşitli metaller (Au, Ag, Cu, Pd) kullanılarak verimli Metal-Gözenekli silisyum (GS) esaslı hidrojen pili yapılması hedeflenmiştir. Gözenekli silisyum 1950'li yıllarda keşfedilmiş ve teknolojide kullanılmaya başlanmıştır. Gözenekli silisyumun yüzeyinin toplam en geniş hali yaklaşık 103 m2.cm-3 'dür. Silisyum yasak enerji aralığının 1.1 eV dan gözenekli silisyumda 1-5 eV aralığına taşınabilmesi nedeniyle gözenekli silisyumun ilk kullanım alanı lümünesansla ilgili olmuştur (LED, laser yapımı). Daha sonraki çalışmalarda gözenekli silisyumun üzeri metallerle kaplanarak yapının diyot, sensör veya pil gibi kullanılabileceği görülmüştür. Üzerinde pek çok çalışma halen devam etmektedir. Elektrokimyasal aşındırma (anodizasyon) ile üretilen gözenekli silisyumun (GS), aşındırma koşulları ve tek kristal silisyumun iletkenlik tipi, katkı konsantrasyonunun değiştirilmesi ile gözenek boyutlarının ayarlanabilir olması (mikrometre-nanometre) dikkat çekmektedir. Gözenekli silisyum yapının birim hacme düşen yüzeyi oldukça geniş (~800 m2/cm3) ve yüzeyinin kimyasal aktivitesi yüksektir. Temelde silisyum üzerinde bir tür elektrolizle gözenekli silisyum elde edilir ve üzeri çeşitli metallerle kaplanarak Metal/GS/Si Schottky yapılar üretilir. Bu yapılar, hidrojen içeren farklı sıvılara daldırıldığında herhangi bir dış güç kaynağı olmaksızın potansiyel üretebilmektedir. Bu özelliği nedeniyle mini hidrojen pili olarak kullanılabilir. Bu tezde çeşitli metaller (Au, Ag, Cu, Pd) kullanılarak ve farklı film kalınlıklarında kaplanarak gözenekli silisyum esaslı hidrojen pili elde edilmiştir. Bu metallerin ve film kalınlıklarının Metal-gözenekli silisyum esaslı hidrojen pilinin parametrelerine etkisi incelenmiş ve birbirleriyle karşılaştırılıp avantaj ve dezavantajları değerlendirilmiştir.
