Development of supercapacitors with one dimensional nanomaterials
Süperkapasitörlerin bir boyutlu nanomalzemeler ile geliştirilmesi
- Tez No: 461950
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN, DOÇ. DR. ALİ ÇIRPAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Kimya, Energy, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 208
Özet
Süperkapasitörler, piller ve klasik dielektrik kapasitörlerden daha yüksek güç yoğunluğu, daha uzun kullanım ömrü sağlar. Öte yandan, süperkapasitörlerin enerji yoğunluğu pillerin enerji yoğunluğundan daha düşüktür. Bu nedenle, süperkapasitörler piller ve kapasitörler arasında önemli bir yere sahiptirler. Süperkapasitörlerde en çok kullanılan elektrot aktif maddeler karbon esaslı olanlar, metal oksitler ve iletken polimerlerdir. Son yıllardaki araştırmalar, karbon nanotüpler ve metal nanoteller gibi tek boyutlu nanomalzemelerin ve bunların nanokompozitleri de dahil olmak üzere süperkapasitörler için umut verici elektrot malzemeleri olduğunu gösterdi. KNTler süperkapasitörler için oldukça umut verici elektrot malzemeleri olup, bunların viii elektrokimyasal özellikleri birçok araştırma grubu tarafından incelenmiştir. Bir başka önemli tek boyutlu nanomalzeme olan gümüş nanoteller (Ag NTler), süperkapasitör araştırmasında yakın zamanda kullanılmaya başlandı ve Ag NTlerin aktif yüzeyleri çekirdek-kabuk ya da katmanlı morfoloji elde etmek için kapasitif malzemelerin birikimine izin vermektedir. Ag NTler ile elde edilen bu nanoyapılar, yük taşınmasını arttırmakta ve toplam direnci düşürmekte ve bu da, süperkapasitör cihazlarının elektrokimyasal performansını ciddi şekilde etkilemektedir. Bu çalışmada, yüksek performanslı süperkapasitör elektrotları ve cihazları üretilmiş ve karakterize edilmiştir. Tüm bunları yaparken temel amaç, alışılmamış yüzeyler üzerinde farklı form faktörleri olan süperkapasitörler üretmekti. Düşük maliyetli ve çözelti esaslı yöntemlerle sentezlenen tek boyutlu nanomalzemeler ve bunların nanokompozitleri, süperkapasitör elektrotlarında farklı avantajlar sağlamak için kullanılması bu tezin ana temasıdır. Bu bağlamda, KNTler ve Ag NTler ve bunların çeşitli metal oksitler ve iletken polimerlerle nanokompozitleri bağımsız olarak, üçlü ve ikili konfigürasyonlarda, yüksek performanslı süperkapasitör elektrotlarında ve süperkapasitör cihazlarında eklenmiş fonksiyonellik ile kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
Supercapacitors provide higher power density, longer cycle life than batteries and conventional dielectric capacitors. Energy density of supercapacitors, on the other hand, are less than that of the batteries. Therefore, supercapacitors have an important position between the batteries and capacitors. In supercapacitors, most commonly used electrode active materials are carbon based ones, metal oxides and conducting polymers. Recent studies showed that one-dimensional nanomaterials such as carbon nanotubes and metal nanowires including their nanocomposites are promising electrode materials for supercapacitors. CNTs are highly promising electrode materials for supercapacitors and their electrochemical properties have been studied by many research groups. Another important one dimensional nanomaterial, silver nanowires (Ag NWs), are recently started to be used in supercapacitor research, where the active surfaces of Ag NWs allow the deposition of capacitive materials to achieve a core- vi shell or layered morphology. These nanostructures obtained with Ag NWs advance the charge transport and decrease the overall resistance, which seriously affect the electrochemical performance of the supercapacitor devices. In this work, high performance supercapacitor electrodes and devices were fabricated and characterized. While doing all these, the main intention was to fabricate supercapacitors with different form factors on unconventional substrates. One dimensional nanomaterials and their nanocomposites that were synthesized via low-cost and solution-based methods were utilized in supercapacitor electrodes to provide distinct advantages, which was the main theme of this thesis. In this regard, independently, CNTs and Ag NWs and their nanocomposites with various metal oxides and conducting polymers in ternary and binary configurations were used in high performance supercapacitor electrodes and supercapacitor devices with added functionality.
Benzer Tezler
- Karbon tabanlı yeni hibrit nano-yapıların modellenmesi ve analizi
Modeling and analysis of carbon based new hybrid nano-structures
ÜNAL DEĞİRMENCİ
Doktora
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- NiO/ZnO ve NiO/ZnO/Al2O3 nanokompozit partiküllerinin ultrasonik sprey piroliz (USP) yöntemiyle üretimi
Production of NiO/ZnO and NiO/ZnO/Al2O3 nanocomposite particles by ultrasonic spray pyrolysis (USP) technique
DUYGU YEŞİLTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Hybrid supercapacitors based on two dimensional materials: Mxenes, graphene and TMDCs
İki boyutlu malzeme üzerine hibrit süperkapakitör: Mxenler, grafen ve metal kalkojenitler
IBRAHIM WONGE LISHESHAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİHAN KOSKU PERKGÖZ
- Süper kapasitörler için bağlayıcısız nikel içeren grafen köpük elektrotunun tek adımda hazırlanması
One-step preparation of binder-free nickel containinggraphene foam electrode for supercapacitors
AZIZ AHMAD KARIMI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimyaİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERAFETTİN DEMİÇ
DOÇ. DR. BURAK GÜLTEKİN
- Electrospun polyacrylonitrile based composite nanofibers containing polyindole and graphene oxide
Poliindol ve grafen oksit içeren poliakrilonitril tabanlı kompozit nanofiberler
İLKNUR BOZKAYA GERGİN
Doktora
İngilizce
2023
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ