Metal katkılı karbon aerojel üretimi ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Metal doped carbon aerogel production and investigation of their electrochemical properties
- Tez No: 322986
- Danışmanlar: PROF. DR. H. CANAN CABBAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Aerojel, Gözenekli katılar, Karbon, Kondansatör, Aerogel, Porous solids, Carbon, Capacitor
- Yıl: 2012
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bulunduğumuz çağda teknoloji ve sanayinin hızla ilerlemesi enerjiyi depolamaya olan gereksinimi de arttırmaktadır. Bu nedenle oldukça güvenli ve çevre dostu elektrik enerjisi depolama aygıtı olmaları nedeniyle elektrokimyasal kapasitörlere olan ilgi büyümektedir. Karbon aerojeller (KA) yüksek gözeneklilik, düşük elektriksel özdirenç, kontrol edilebilir gözenek yapısı, yüksek yüzey alanı, iyi elektriksel iletkenlik, termal ve mekanik özellikleri gibi cazip özelliklerinden dolayı süperkapasitör elektrot malzemeleri uygulamaları için aday gösterilmektedir.Bu çalışmada KA'nın yapısal ve elektrokimyasal özelliklerine metal katkısının etkisini incelemek için tüm değişkenler sabit tutularak KA üretilmiştir. KA'ya Ni, Co, Cr ve Zn metallerinin tuzları kullanılarak değişik molar oranlarda metal katkıları yapılmıştır.Sentezlenen ve herhangi bir metal katkısı olmayan KA'nın FTIR spektrumu ticari KA'nın FTIR spektrumu ile karşılaştırılmış ve oldukça benzer oldukları görülmüştür. Buradan KA üretiminde başarılı olunduğu sonucu çıkarılmıştır. Metal katkısının KA yapısına etkisini incelemek amacı ile metal katkılı KA'ların FTIR spektrumları alınmış ve metal katkılarının KA yapısına etki ettiği sonucuna varılmıştır. Ayrıca her metal grubunun FTIR spektrumu kendi içinde uyum göstermektedir.Yapılan metal katkılarının KA'nın BET yüzey alanına doğrusal bir etki yapmadığı görülmüştür. Yapılan metal katkılarının BET yüzey alanına etkisi incelendiğinde en belirgin artış Ni katkısı (0,7 mmol/L) ile sağlanmıştır. Zn ve Cr metallerinin de BET yüzey alanı artışında oldukça etkili olduğu görülmektedir. Ancak Co metali incelendiğinde BET yüzey alanını arttırma yönünde bir etkisi bulunmadığı görülmektedir. En yüksek BET yüzey alanı 0,7 mmol/L Ni katkısı yapılan KA için 481 m2/g olarak elde edilmiştir.Metal katkısı yapılan KA'ların kapasitans değerlerinin BET yüzey alanı değerleri ile birebir ilişkili olmadığı ancak benzer bir çizgide hareket ettikleri görülmüştür. En yüksek kapasitans değeri 5 mV/s tarama hızı ve + 1,2 - ?1,2 potansiyel aralıkta 0,3 mmol/L Ni katkısı yapılan KA için 44,6 F/g olarak elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
As technology and industry grow up rapidly in modern era, the necessity of energy storage also increases. Therefore, because of their quite safe and environmentally friendly properties, the interest in electrochemical capasitors is growing. Carbon aerogels are shown candidate for supercapacitor electrode material applications due to their attractive properties such as high porosity, low electrical resistivity, controllable pore structure, high surface area, good electrical conductivity, thermal properties and mechanical properties.In this study, carbon aerogel is produced when all variables are constant to examine effect of metal impregnation on the structural and electrochemical properties of carbon aerogel. Using Ni, Co, Cr and Zr salts with different molar ratios, metal impregnations are conducted.When FTIR spectra of pure carbon aerogel and commercial carbon aerogel are compared, it is observed that these spectra are quite similar. Hence, it is concluded that successful in the production of carbon aerogel. To examine effect of metal impregnation on structre of carbon aerogel, FTIR spectra of metal impregnated carbon aerogels were taken and it was concluded that metal impregnation was effective on structre of carbon aerogels. In addition, FTIR spectra of each metal group are consistent within each other.It is observed that the metal impregnation has not direct effect on BET surface area of carbon aerogel. Regarding the effect of metal impregnations on BET surface area, the most significant increase in BET surface area is provided with addition of Ni (0,7 mmol/L). It also seems that Zn and Cr metals are quite effective in increase of BET surface area. However, as for Co metal, there is no significant effect on increment of BET surface area. The highest BET surface area is obtained as 481 m2/g for carbon aerogel impregnated 0,7 mmol/L Ni.It is observed that capacitance values and BET surface areas of metal doped carbon aerogels are not related with each other exactly but, they act in a similar line. The highest capacitance value was obtained as 44,6 F/g for 0,3 mmol/L Ni doped carbon aerogel under scan rate of 5 mV/s and potential range of + 1,2 - ?1,2 conditions.
Benzer Tezler
- Supercritical fluid assisted preparation of Co promoted N-doped carbon aerogel electrocatalysts for oxygen reduction reaction and investigation of the nature of active sites
Oksijen indirgeme reaksiyonu için N-katkılı Co teşvikli karbon aerojel elektrokatalizörlerinin süperkritik akışkan yardımı ile hazırlanması ve katalizördeki aktif yapıların doğasının incelenmesi
SEÇİL ÜNSAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAN ERKEY
- Metal katkılı karbon nanotüplerde hidrojen adsorpsiyonu
Hydrogen adsorption on metal decorated carbon nanotube
AYNUR ŞENYER
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ
YRD. DOÇ. DR. ADEM TEKİN
- Bazı alkali metal katkılı bor-karbon bileşiklerinin yapısal ve elektronik özellikleri
The structural and electronic properties of some alkaline metal intercalated boron-carbon compounds
EBRU GÜNGÖR ALTINTAŞ
Doktora
Türkçe
2005
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ENGİN ÖZDAŞ
- Metal, metaloksit ve karbon tabanlı nanoparçacık katkılı organik faz değişken malzemelerin termal özelliklerinin deneysel olarak belirlenmesi
Experimental determination of thermal properties of organic phase change materials doped nanoparticles based carbon and metal oxide, metal
BETÜL YEŞİM ÇİFTCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
EnerjiCumhuriyet ÜniversitesiEnerji Bilimleri ve Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÜMİT NAZLI TEMEL
- Deposition and characterization of metal doped diamond like carbon (Me(Ti, Nb)-DLC) films
Metal katkılı elmas benzeri karbon filmlerin (Me(Ti, Nb)-DLC) büyütülmesi ve karakterizasyonu
DENİZ UĞUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SABRİ ALTINTAŞ