Geri Dön

Mikron altı boyutlarda küresel karbon partiküllerin sentezi ve süperkapasitör elektrotlarında kullanımı

Synthesis of spherical carbon particulates in sub-micron sizes and their usage in supercapacitor's electrodes

PDF İndir

  1. Tez No: 472717
  2. Yazar: NİLÜFER YILDIRIM
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MUZAFFER BALBAŞI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 96

Özet

Gittikçe artan enerji tüketimiyle birlikte geleneksel enerji kaynaklarının hızla tükendiği günümüzde yenilenebilir enerji kaynakları ve enerjinin depolanarak kullanıldığı sistemler fazlasıyla öne çıkmıştır. Bunun yanısıra, mevcut enerji kaynakları ve yenilenebilir enerji kaynaklarının daha verimli kullanılması, maliyetlerin azaltılması ve ihtiyaç anında kullanım gereksinimi, enerjinin depolanarak kullanılmasını zorunlu hale getirmiştir. Konvansiyonel kapasitörler ve bataryalar gibi elektrokimyasal enerji depolama sistemleri arasında yer alan süperkapasitörler yüksek güç yoğunlukları, depoladıkları enerjiyi çok kısa sürede salabilme, uzun servis ömrü, çevre dostu ve kararlı yapıları ile bir çok uygulamada önemli bir rol üstlenmiştir. Elektrokimyasal çift tabakalı kapasitör (EDLC) olarak da adlandırılan süperkapasitörler, yüksek yüzey alanına sahip gözenekli elektrotlar üzerinde elektrolit içindeki iyonların adsorbsiyonuyla enerjiyi depolamaktadır. Hücre tasarımı, elektrolit, elektrot yüzey alanı, gözenek yapısı, akım kollektörleri, seperatör, çalışma voltajı gibi pek çok faktör içinde, yüksek yüzey alanı ve elektrolit süperkapasitör performansını belirleyen anahtar parametrelerdir. Bu çalışmada solvotermal sentez yöntemi ile elde edilen mikron altı karbon küreler (% 10) aktif karbon (%80) ve PTFE (%10)ile harmanlanarak süperkapasitör elektrot malzemesi olarak kullanılmıştır. Elektrokimyasal testler 1,0 M H2SO4'ün sıvı ve jel formları içinde gerçekleştirilmiştir. Çevrimli voltametri, galvanostatik şarj/deşarj yöntemi ve self deşarj yöntemi ile elde edilen veriler spesifik kapasitans, spesifik güç, spesifik enerji ve kulombik verim değerlerinin belirlenmesinde kullanılmıştır. Sonuçlar, elektrot yüzeylerinde faradayik reaksiyonların meydana gelmediğini ve solvotermal yöntemle elde edilen mikron altı kürelerin elektrot bileşeni olarak grafit yerine kullanılabileceğini göstermiştir. Düşük akım yoğunluklarında elektrolitin sıvı ve jel formları içinde spesifik kapasitans değerleri sırasıyle 103 F/g ve 104 F/g , yüksek akım yoğunluklarında ise 92 F/g ve 87 F/g olarak belirlenmiştir. 0,5 V doygunluk potansiyelinde süperkapasitör jel formundaki elektrolit içinde sıvı formundakine göre % 30 daha iyi self-deşarj özelliği sergilemiştir.

Özet (Çeviri)

Today, with the increasing consumption of energy and the consumption of traditional energy sources, renewable energy sources and systems where energy is stored and used have come to the fore. Due to the increasing energy consumption and exhaust of conventional energy sources in our modern world, the use of renewable energy sources and the systems in which energy is stored in situ, gain the importance. Beside this, the use of both existing and renewable energy resources more efficiently, attempts to reduce the costs and the need for instant use have made it mandatory to store and use energy. Supercapacitors, among the electrochemical energy storage systems such as conventional capacitors and batteries have played an important role in many applications with high power densities, very short energy release time, long cycle life, environmentally friendly and stable construction. Supercapacitors, also called electrochemical double layer capacitors (EDLC), store energies by adsorption of ions in the electrolyte on porous electrodes with high surface area. There are many factors such as cell design, electrolyte, electrode surface area, pore structure, current collectors, separator, operating voltage, effecting the performance of a supercapacitor, but the key parameters are the high surface area and electrolyte among them. In this study, sub-micron sizes carbon spheres (10%) obtained by solvothermal synthesis were blended with activated carbon (80%) and PTFE (10%) and used as supercapacitor electrode material. Electrochemical tests were performed in 1.0 M H2SO4 in liquid and gel forms. The data obtained by cyclic voltammetry, galvanostatic charging / discharging method and self discharge method were used to determine the specific capacitance, specific power, specific energy and coulomb yield values. The results show that he faradic reactions do not occur on the electrode surfaces and that submicron spheres obtained by solvothermal methods can be substituted for graphite as an electrode component. At low current densities, the specific capacitance values of electrolytes in liquid and gel forms were determined as 103 F / g and 104 F / g respectively. These values were obtained as 92 F / g and 87 F / g, respectively, at high current densities. The supercapacitor with electrolyte in gel form shows 30% better self-discharge property than the one whose electrolyte is in liquid form, at 0,5 V.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    507671

    Konya İnlice epitermal altın cevherlerinin zenginleştirilmesi

    Enrichment of Konya Inlice epitermal gold ores

    AYŞE NUR DÖĞME

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Cevher Hazırlama Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ GÜNEY

  2. Tez No

    671594

    Endüstriyel mikro şebekelerde dinamik enerji yönetim modeli önerisi ve örnek uygulama

    A dynamic energy management model proposal for energy management in industrial microgrids and a case study

    ZEYNEP BEKTAŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLGÜN KAYAKUTLU

  3. Tez No

    670691

    Deformation behavior of thin walled structures filled with auxetic and non-auxetic core materials

    Ökzetik ve ökzetik olmayan dolgu malzemeli ince cidarlı yapıların deformasyon davranışı

    FATİH USTA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN

    PROF. DR. FABRIZIO SCARPA

  4. Tez No

    647380

    Sediment and water geochemistry records of volcanic rock alteration under glacial melt conditions in admiralty bay, antarctica

    Sediman ve su jeokimyası verileri ile buzul erimesi etkisindeki volkanik kayaçların alterasyon profillerinin incelenmesi; admıralty körfezi, antarktika örneği

    YAĞMUR GÜNEŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURGUL ÇELİK BALCI

  5. Tez No

    352367

    Mechanics of nanomaterials consisted of random networks

    Rastgele ağ yapılı nano malzemelerin mekaniği

    MESUT KIRCA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ATA MUGAN

    YRD. DOÇ. DR. ALBERT C. TO

Geri Dön