Nanoyapılı malzemeler ile kompozit elektrot üretimi ve süperkapasitör özelliklerinin incelenmesi
Production of composite electrodes with nanostructured materials and investigation of supercapacitor properties
- Tez No: 891898
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSA ŞAHİN, DOÇ. DR. MELİH BEŞİR ARVAS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, enerji depolama sistemlerinden biri olan süperkapasitörler için indirgenmiş Grafen Oksit (rGO) ve Grafitik Karbon Nitrür (g-C3N4) esaslı malzemelerle kompozit elektrotlar üretilmiştir. Hidrotermal yöntemle üretilen çiçek benzeri morfolojiye sahip metal oksit katkılı indirgenmiş Grafen Oksit ve Grafitik Karbon Nitrür esaslı malzemelerin elektrot olarak kullanılmasıyla geniş potansiyel çalışma aralığına, yüksek enerji ve güç yoğunluğuna sahip simetrik süperkapasitörler geliştirilmiştir. Karbonla kaplı Manganez Dioksit (MnO2) katkılı indirgenmiş Grafen Oksit/Polianilin (PANI) ve Bakır(II)Oksit (CuO) katkılı Grafitik Karbon Nitrür/Poli(3,4-Etilendioksitiyofen) (PEDOT) elektrotlarının asimetrik konfigürasyonuyla hazırlanan asimetrik süperkapasitörler geliştirilmiştir. Toplamda 14 farklı malzeme sentezlenmiş ve bu malzemelerden CR2032 düğme şeklinde simetrik ve asimetrik süperkapasitör hazırlanmıştır. Sentezlenen indirgenmiş Grafen Oksit ve Grafitik Karbon Nitrür esaslı elektrot ve tozların karakterizasyonları için elektrokimyasal (dönüşümlü voltametri, elektrokimyasal empedans spektroskopisi ve dönüşümlü şarj deşarj testleri), spektroskopik ve mikroskobik yöntemler kullanılmıştır. Bu tez çalışmasında, üretilen indirgenmiş Grafen Oksit esaslı en yüksek kapasitans değeri (1075 mF/cm2) karbonla kaplı %12 MnO2 katkılı indirgenmiş Grafen Oksit simetrik süperkapasitöründe (179.13 F/g) ve karbonla kaplı %12 MnO2 katkılı indirgenmiş Grafen Oksit ve Polianilin asimetrik süperkapasitöründe(639 mF/cm2 ve 208.4 F/g )elde edilmiştir. Tez kapsamında çiçek benzeri morfolojiye sahip metal oksitlerin katkılanması ile spesifik kapasitans değerleri, deşarj süreleri, enerji ve güç yoğunluğu değerleri artırılmıştır.
Özet (Çeviri)
This thesis presents the production of composite electrodes comprising reduced graphene oxide (rGO) and graphitic carbon nitride (g-C3N4) based materials for supercapacitors, a type of energy storage system. Symmetric supercapacitors with a wide potential working range, high energy and power density were developed by using metal oxide-doped reduced graphene oxide and graphitic carbon nitride-based materials with flower-like morphology produced by the hydrothermal method as electrodes. Asymmetric supercapacitors were prepared with an asymmetric configuration of reduced graphene oxide doped with manganese dioxide (MnO₂) coated with carbon/Polyaniline (PANI) and graphitic carbon nitride doped with copper(II) oxide (CuO)/Poly(3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT) electrodes. A total of 14 materials were synthesized, and a CR2032 coin cell symmetric and asymmetric supercapacitor was prepared from these materials. To characterize the synthesized reduced graphene oxide and graphitic carbon nitride-based electrodes and powders, electrochemical (cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, and cyclic charge-discharge tests), spectroscopic, and microscopic methods were employed. In this thesis, the highest capacitance value (1075 mF/cm²) based on reduced graphene oxide was obtained in a carbon-coated 12% MnO₂-doped reduced graphene oxide symmetric supercapacitor (179. The carbon-coated 12% MnO₂-doped reduced graphene oxide and polyaniline asymmetric supercapacitor exhibited a specific capacitance of 639 mF/cm² and 208.4 F/g, respectively. The doping of metal oxides with flower-like morphology resulted in enhanced specific capacitance values, discharge times, energy, and power density values within the scope of this thesis.
Benzer Tezler
- Mechanical behaviour of nanoporous metals reinforced with carbon based nanomaterials
Karbon tabanlı nanomalzemelerle güçlendirilmiş nano-gözenekli metallerin mekanik davranışı
DENİZ EZGİ GÜLMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- Environmentally friendly components for energy storage devices
Enerji depolama cihazlarında çevre dostu bileşenlerin kullanımı
ELENA STOJANOVSKA
Doktora
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
- Elektrokimyasal enerji depolama uygulamaları için nanoyapı-kontrollü elektrot malzemelerinin geliştirilmesi
Development of nanostructure-controlled electrode materials for electrochemical energy storage applications
NERİMAN SİNAN TATLI
Doktora
Türkçe
2024
KimyaBursa Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ECE ÜNÜR YILMAZ
- Graphene oxide/calcium titanate composite preparation for humidity sensing by quartz crystal microbalance
Kuvars kristal mikrobalans ile nem tayinine yönelik grafen oksit/kalsiyum titanat kompozitlerin üretimi
ZEYNEP DEMİRTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ
- Characterization investigations of W-xTi alloys and W-xTi/2 WT% LaB6 composites fabricated by mechanical alloying and sintered using pressureless sintering or spark plasma sintering techniques
Mekanik alaşımlama ve basınçsız sinterleme ile spark plazma sinterleme yöntemleriyle üretilen W-xTi alaşımların ve W-xTi/2 WT% LaB6 kompozitlerinkarakterizasyon çalışmaları
HADI JAHANGIRI
Doktora
İngilizce
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU