SÜPERKAPASİTÖR UYGULAMALARI İÇİN MXENE/POLİPİROL KOMPOZİTLERİN HAZIRLANMASI
PREPARATION OF MXENE/POLYPYRROLE COMPOSITES FOR SUPERCAPACITOR APPLICATIONS
- Tez No: 1013550
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ESİN EREN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Polimer kompozitler, Polipirol, Süperkapasitör, Polymer composites, Polypyrrole, Supercapacitor
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, süperkapasitör uygulamalarında yüksek enerji depolama performansı elde etmek ve yeni nesil enerji depolama sistemleri için sürdürülebilir ve verimli çözümler sunmak amacıyla MXene/Polipirol (PPy) kompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. MXene'ler, iletkenlikleri, katmanlı yapıları ve geniş yüzey alanları sayesinde elektrokimyasal enerji depolama cihazları için umut verici malzemelerdir. Bununla birlikte, tek başına MXene yüksek yüzey alanı, yüksek elektriksel iletkenlik, hızlı iyon iletimi ve mekanik dayanıklılığı ile dikkat çekerken, polipirol (PPy), iyi elektrik iletkenliği, esnek yapısı ve kolay sentezlenebilirliği sayesinde kapasitif davranışı artıran bir iletken polimer olarak öne çıkmaktadır. Bu malzemelerin birleştirilmesi, süperkapasitörlerin kapasitans, enerji yoğunluğu, şarj–deşarj hızları ve uzun ömürlü performans gibi kritik parametrelerinde iyileşme sağlayabilir. Polipirol (PPy) ve MXene-PPy esaslı kompozit malzeme kimyasal polimerizasyon yöntemiyle hazırlanmıştır. Fonksiyonel gruplar Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ile, kristal özellikler X-ışını kırınımı (XRD) ile morfolojik yapı ve elemental analiz ise taramalı elektron mikroskobu-enerji dağılımlı X ışını spektroskopisi (SEM-EDS) ile incelenmiştir. Doktor blade (doktor bıçağı) kaplama tekniği ile PPy, MXene ve MXene-PPy esaslı filmler hazırlanmıştır. Elektrokimyasal özellikler ve süperkapasitör değerlendirme ise döngüsel voltametri (CV) tekniği kullanılmıştır. Elde edilen deneysel sonuçlar, PPy'nin MXene tabakaları üzerinde homojen bir şekilde dağıldığını ve kompozit yapının iyon difüzyonunu kolaylaştırdığını göstermiştir. MXene, PPy ve MXene-PPy filmlerin yük depolama mekanizması incelenmiştir. Elektrokimyasal kinetik davranış değerlendirilmiş ve kapasitif/difüzyon kontrollü katkılar belirlenmiştir Elde edilen sonuçlar, MXene/PPy kompozitlerinin süperkapasitör uygulamaları için yüksek performanslı elektrot malzemesi olarak değerlendirilebileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the preparation and characterization of MXene/Polypyrrole (PPy) composites were carried out to achieve high energy storage performance in supercapacitor applications and to offer sustainable and efficient solutions for next-generation energy storage systems. MXenes are promising materials for electrochemical energy storage devices due to their conductivity, layered structure, and large surface area. However, while MXene alone stands out with its high surface area, high electrical conductivity, fast ion transfer, and mechanical strength, polypyrrole (PPy) is prominent as a conductive polymer that enhances capacitive behavior thanks to its good electrical conductivity, flexible structure, and easy synthesizability. Combining these materials can improve critical parameters of supercapacitors such as capacitance, energy density, charge-discharge rates, and long-life performance. Polypyrrole (PPy) and MXene-PPy based composite materials were prepared by chemical polymerization method. Functional groups were investigated using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), crystalline properties using X-ray diffraction (XRD), and morphological structure and elemental analysis using scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS). PPy, MXene, and MXene-PPy based films were prepared using the doctor blade coating technique. Electrochemical properties and supercapacitor evaluation were performed using cyclic voltammetry (CV). The experimental results showed that PPy was homogeneously distributed on MXene layers and that the composite structure facilitated ion diffusion. The charge storage mechanism of MXene, PPy, and MXene-PPy films was investigated. Electrochemical kinetic behavior was evaluated, and capacitive/diffusion-controlled contributions were determined. The results showed that MXene/PPy composites can be considered as high-performance electrode materials for supercapacitor applications.
Benzer Tezler
- Epr-guided defect engineering of fe-doped zno, cigarette-butt–derived activated carbon, and mxene for supercapacitors
Elektron paramanyetık rezonans rehberlığınde fe-katkılı zno, sıgara fıltresı kaynaklı aktif karbon ve mxeneler ıçın kusur mühendıslığı ve süperkapasıtör uygulamaları
İPEK DENİZ YILDIRIM
Doktora
İngilizce
2025
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMRE ERDEM
- Ti3CTtx MXene filmlerinin üretimi ve süperkapasitör uygulamaları
Production and supercapacitor applications of Ti3C2Tx MXene films
ALEYNA AKILLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANDAN KAMIŞ
- Üç boyutlu mxene temelli esnek elektrotların mürekkep püskürtmeli yazdırma yöntemiyle elde edilmesi ve elektrokimyasal uygulamaları
The graduate school of natural andapplied science of selcuk universitythe degree of doctor of philosophyin nanotechnology and advanced materi̇als
HAVVA NUR GÜRBÜZ
Doktora
Türkçe
2024
BiyoteknolojiSelçuk ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA MALTAŞ ÇAĞIL
DOÇ. DR. AYTEKİN UZUNOĞLU
- İleri fonksiyonel hibrit malzemelerin hazırlanması ve enerji uygulamaları
Preparation and energy applications of advanced functional hybrid materials
NİSA KAYIR
- Fe2alb2 ve moalb mab fazlarının sentezi ve süperkapasitör uygulamaları için fe2al1-xb2 ve moal1-xb mbene yapılarının araştırılması
Synthesis of fe2alb2 and moalb mab phases and investiation of fe2al1-xb2 and moal1-xb mbene structures for supercapacitor applications
AHMED JALAL SALIH SALIH
Doktora
Türkçe
2026
EnerjiErzincan Binali Yıldırım ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YAŞAR ÖZKAN YEŞİLBAĞ