Geri Dön

Development of cathode materials for aqueous electrolyte battery systems

Çevreye duyarlı sulu elektrolit batarya sistemleri için katot malzemesi geliştirilmesi

  1. Tez No: 439420
  2. Yazar: SERKAN SEVİNÇ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ALİ ATA
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Kimya, Metalurji Mühendisliği, Energy, Chemistry, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 66

Özet

Dünya genelinde artan enerji ihtiyacını karşılamak ve karbondioksit salınımını engellemek amacıyla yenilenebilir enerji üretim sistemlerine (rüzgâr, güneş) olan talep hızla artmaktadır. Fakat bu sistemlerden üretilen enerji hava durumuna göre değişiklik göstermektedir. Bu nedenle üretilen enerjinin depolanması için yüksek boyutlu enerji depolama sistemleri gereklidir. Li-ion bataryalar ihtiyacı karşılayabilecek potansiyelde olmasına rağmen artan lityum fiyatları ve kullanılan yanıcı organik elektrolitlerden kaynaklanan güvenlik sorunları yüksek boyutlarda üretimin önüne geçmektedir. Bu tezde bu sorunu aşmak amacı ile çevreye duyarlı, daha güvenli ve ucuz olan sulu elektrolit batarya sistemlerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Katot malzemesi olarak yüksek kapasite ve enerji yoğunluğuna sahip olan NaFePO4 kullanılmıştır. Bu malzemenin kimyasal olarak sentezlenemediği için öncelikle LiFePO4 hidrotermal yöntemle sentezlenmiş ve daha sonra bu malzemeden elektrokimyasal olarak lityumun yapıdan çıkartılıp yerine sodyumun yapıya girmesiyle NaFePO4 katot malzemesi sentezlenmiş ve sulu elektrolit ortamında çalışma voltaj aralığı ve elektrokimyasal özellikleri incelenmiştir. Anot malzemesi olarak ise ucuz fiyatı ve yüksek kapasitesi nedeniyle sülfür kullanılmıştır. Sulu elektrolit ortamında yapılan tam hücre deneylerinde 100 çevrimin sonunda 0.7V tam hücre potansiyeli ile 40 mAh/g kapasite değerleri elde edilmiştir.

Özet (Çeviri)

Demand for the renewable energy has been growing rapidly. Numereous numbers of new wind and solar installations are used over the past few years in order to meet the energy need and reduce global warming emissions. Main issue with those systems is their dependence on weather conditions. Therefore, produced energy must be stored which requires large scale energy storage systems. Although Li-ion batteries have potential to meet the demand, increasing cost of lithium due to the low resources as well as the use of flammable, toxic and expensive organic electrolytes prevent their manufacturing for large scale applications. In this thesis in order to overcome these issues, safe, low-cost and clean battery systems production is aimed with the aqueous electrolyte Na-ion battery systems. High energy density and high capacity NaFePO4 is used as cathode material. Since this material is not possible to synthesis by chemical methods, first of LiFePO4 was synthesized by hydrothermal method and then NaFePO4 was obtained by electrochemical displacement of Li-ions with Na-ions in sodium containing aqueous electrolyte. Afterwards working potential and electrochemical properties are determined. As anode material polysulfide is used due to the sulfur abundancy and its high capacity. Full cell experiments demonstrate a 0.7 V cell together with 40 mAh/g capacity almost no fading over 100 cycles.

Benzer Tezler

  1. Development of lithium-oxygen battery nanostructured electrodes facilitated by M13 virus and plant extract

    Lityum-oksijen piller için nano yapılı elektrotların M13 virüs ve bitki özleri ile üretimi

    SARA PAKSERESHT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    EnerjiSakarya Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HATEM AKBULUT

  2. Tuz Gölü'nden solvent ekstraksiyonuyla lityum eldesi

    Solvent extraction of lithium from Tuz Lake

    MERVE ÖZTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET ŞEREF SÖNMEZ

  3. Vanadyum dioksit temelli malzemeler ile çinko iyon batarya katotlarının geliştirilmesi

    Development of zinc-ion battery cathodes with vanadium dioxide-based materials

    BÜŞRA AYDOĞDU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    EnerjiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Elektrokimya ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ RECEP YÜKSEL

  4. Sulu elektrolit sodyum iyon bataryalar için katot malzemelerinin geliştirilmesi

    The development of cathode materials for sodium-ion batteries with aqueous electrolyte

    BURAK TEKİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Kimya MühendisliğiGebze Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. REZAN DEMİR ÇAKAN

  5. Sodyum borhidürürün elektrokimyasal oksidasyon ile yakıt pillerinde doğrudan kullanımı

    Direct use of sodium borohydride by electrochemical oxidation in fuel cells

    AYŞE ELİF SANLI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    EnerjiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BEKİR ZÜHTÜ UYSAL