Benzimidazol-2-tiyon ve benzimidazol-2-selenon ile modifiye edilmiş polimerik bileşiklerin sentezi, karakterizasyonu ve li-iyon pillerinde anot elektrot olarak kullanılması
Synthesis and characterization of polymeric compounds modified with benzimidazole-2-thione and benzimidazole-2-selenone and their use as anode electrode in li-ion batteries
- Tez No: 999792
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYDIN AKTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Kimya, Energy, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İnönü Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Organik malzemeler, geleneksel inorganik muadillerine benzersiz özellikler ve avantajlar sunan lityum iyon pillerde anot malzemeleri için umut verici adaylar olarak ortaya çıkmıştır. Bu tezde, lityum iyon pillerdeki uygulamalarına odaklanarak, organik malzemelerin enerji depolama cihazlarında anot malzemesi olarak kullanımını araştırılmaktadır. Çalışma kapsamında, öncelikle çeşitli benzimidazolyum bileşiklerinden organosülfür (tiyoüre) ve organoselen (selenoüre) bileşikleri olan benzimidazol-2-tiyon ve benzimidazol-2-selenon bileşikleri sentezleyip onların polimerlerik yapılara dönüştürülmesi amaçlanmaktadır. Bu alandaki avantajlar, zorluklar ve devam eden gelişmeler incelenmekte ve organik anot malzemelerinin daha yüksek enerji yoğunluğu, gelişmiş çevrim kararlılığı ve çevresel sürdürülebilirlik elde etme potansiyeli vurgulanmaktadır. Organik anot malzemelerinin kapsamlı analizi, elektrokimyasal performansları, elektrot reaksiyon mekanizmaları, verimliliklerini ve performanslarını artırmak için moleküler yapı modifikasyonu, elektrolit optimizasyonu, bağlayıcı seçimi ve elektrot mimarisi gibi tasarım stratejileri hakkında fikir vermektedir. Buna ek olarak, organik anot malzemeleri alanında gelecekte yapılacak araştırmalar, düşük enerji yoğunluğu, döngü kararlılığı, zayıf deşarj kabiliyeti, potansiyel güvenlik endişeleri gibi mevcut sınırlamaları aşmaya ve performanslarını artırmaya odaklanmalıdır. Bunu yapmak için yapısal kararlılığı, iletkenliği, çevrim ömrünü ve kapasite azalmasını iyileştirmek, yeni redoks aktif organik bileşikleri keşfetmek ve yeni nesil yüksek performanslı enerji depolama cihazlarının önünü açmak gerekecektir. Organik anot malzemelerinin ticari olarak uygulanabilir olması için ölçeklenebilir ve ekonomik üretim süreçlerinin geliştirilmesi de önemlidir. Bu tez kapsamında yapılan çalışmalar: 1) 6 tane organosülfür bileşiği olan bezimidazol-2-tiyon (NHC-S) bileşikleri (1a-f) sentezlendi. 2) 2 tane organoselen bileşiği olan bezimidazol-2-selenon (NHC-Se) bileşikleri (2a-f) sentezlendi. 3) 6 tane MWCNT-NHC-S bileşiklerinden polimerik anot malzemeleri (3a-f) sentezlendi. 4) 2 tane MWCNT-NHC-Se bileşiklerinden polimerik anot malzemeleri (4c and 4d) sentezlendi. 5) Tüm NHC-S (1a-f) ve NHC-Se (2c-d) bileşiklerinin yapıları 1H NMR, 13C NMR ve FTIR spektroskopik yöntemlerin yanında elemental analiz tekniği kullanılarak karakterize edilmiştir. 6) Tüm MWCNT-NHC-S (3a-f) ve MWCNT-NHC-Se (4c and 4d) bileşiklerinin FTIR ve TGA teknikleri ile yapıları karakterize edildi. 7) Tüm MWCNT-NHC-S (3a-f) ve MWCNT-NHC-Se (4c and 4d) bileşiklerinin Li-İyon pillerde anot malzeme olarak pil ölçümleri yapıldı.
Özet (Çeviri)
Organic materials have emerged as promising candidates for anode materials in Li-ion batteries, offering unique properties and advantages over their traditional inorganic counterparts. This thesis investigates organic materials as anode materials in energy storage devices, focusing on their applications in lithium-ion batteries. The scope of the study primarily aims to synthesize benzimidazolium compounds, organosulfur (thiourea) and organoselene (selenourea) compounds, benzimidazole-2-thione, and benzimidazole-2-selenone, and to convert them into polymeric structures. The advantages, challenges, and ongoing developments in this field are reviewed, and the potential of organic anode materials to achieve higher energy density, improved cycling stability, and environmental sustainability is emphasized. Comprehensive analysis of organic anode materials provides insight into their electrochemical performance, electrode reaction mechanisms, molecular structure modification to improve their efficiency and performance, electrolyte optimization, binder selection, and electrode architecture design strategies. In addition, future research in organic anode materials should focus on overcoming limitations such as low energy density, cycling stability, poor discharge capability, and potential safety concerns, and improving their performance. This will require improving structural stability, conductivity, cycle life, and capacity decay, discovering new redox-active organic compounds, and paving the way for next-generation high-performance energy storage devices. The development of scalable and economical manufacturing processes is also important for organic anode materials to become commercially viable. Studies carried out within the scope of this thesis: 1) 6 organosulfur compounds, bezimidazole-2-thione (NHC-S) compounds (1a-f) were synthesized. 2) 2 organoselene compounds, bezimidazole-2-selenone (NHC-Se) compounds (2c-d) were synthesized. 3) Polymeric anode materials (3a-f) were synthesized from 6 MWCNT-NHC-S compounds. 4) Polymeric anode materials (4c and 4d) were synthesized from 2 MWCNT-NHC-Se compounds. 5) The structures of all MWCNT-NHC-S (3a-f) and MWCNT-NHC-Se (4c and 4d) compounds were characterized using 1H NMR, 13C NMR and FTIR spectroscopic methods as well as elemental analysis techniques. 6) The structures of all MWCNT-NHC-S (3a-f) and MWCNT-NHC-Se (4c and 4d) compounds were characterized using FTIR and TGA techniques. 7) Battery measurements were made for all MWCNT-NHC-S (3a-f) and MWCNT-NHC-Se (4c and 4d) compounds as anode materials in Li-Ion batteries.
Benzer Tezler
- 1,2,4-triazol benzimidazol türevlerinin kristal yapıları ve yapı-aktivite ilişkilerinin X ışınlarıyla ve kuantum mekaniksel yöntemlerle incelenmesi
Crystal structures and structure-activity relationships investigation by X-ray and quantum mechanical methods of new benzimidazole derivatives consisting of 1,2,4-triazole
ARZU KARAYEL
Doktora
Türkçe
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYLA ÖZBEY
- Halkalı tiyoüreler ve N-substitüe türevlerinin sentezi
Synthesis of cyclic thioureas and their N-substituted derivatives
SEMA ÖZEL
- Synthesis, spectroscopic characterization, and density functional theory calculations of sulfur derivatives of benzimidazole
Sülfürlü benzimidazol türevlerinin sentezi, spektroskopik karakterizasyonu ve yoğunluk fonksiyonel teori hesaplamaları
NABEEL BASIM AZEEZ AZEEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
KimyaYıldız Teknik ÜniversitesiOrganik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN TÜLÜ
- Bir grup heterosiklik bileşiğin amit, hidrazit ve hidroksamik asit türevlerinin sentezi ve biyolojik aktivitelerinin araştırılması
Synthesis and biological activity screening of amide, hydrazide and hydroxamic acid derivatives of a group of heterocyclic compounds
MERVE SAYLAM
Doktora
Türkçe
2020
Eczacılık ve FarmakolojiEge ÜniversitesiFarmasötik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET VAROL PABUÇÇUOĞLU
- Saf aluminyumun 0,1M hidroklorik asit çözeltisindeki korozyonuna bazı heterosiklik bileşiklerin inhibitör etkisi
Inhibition effect of some heterocyclic compounds of pure aluminum in 0,1M hydrochloric acid solution
M. ARZU PINARBAŞI