Oda sıcaklığında çalışan sodyum-sülfür (Na-S) bataryalar için Na2S katot elektrodunun geliştirilmesi
Development of Na2S cathode electrode for sodium-sulphure (Na-S) batteries working at room temperature
- Tez No: 604464
- Danışmanlar: DOÇ. DR. REZAN DEMİR ÇAKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 60
Özet
Batarya sistemleri, sahip oldukları enerji yoğunlukları ve geniş kullanım alanları sayesinde enerji depolama sistemleri içerisinden öne çıkan sistemlerden olmuşlardır. Batarya sistemleri içerisinde sodyum-kükürt bataryalar hem düşük maliyetleri, hem de nispeten yüksek enerji yoğunlukları nedeniyle kullanımı ticari olarak tercih edilen sistemler arasında bulunmaktadır. Ancak, bu batarya tipinin yüksek sıcaklıklarda çalışması nedeniyle, kullanımı güvenlik problemine yol açmaktadır.Bu nedenle ilgili sistemin oda sıcaklığında çalıştırılması güvenlik açığının önüne geçilmesini sağlayacaktadır. İlgili tez çalışmasında, oda sıcaklığında çalışan sodyum-kükürt (Na-S) bataryalar için geleneksel karbon/sülfür katota alternatif olarak kullanılabilecek olan sodyum sülfit (Na2S) malzemesi laboratuvar ortamında sentezlenmiştir. Na2S kullanımı ile kükürtün deşarjı sonunda gerçekleşen faz dönüşümünden kaynaklanan yüksek hacim genleşmesinin önüne geçilmesi amaçlanmıştır. Elektronik olarak yalıtkan bir malzeme olan Na2S'in iletkenliğinin arttırılması adına karbon ile kompoziti oluşturulmuştur. Na2S ve karbon kompozitleri bilyalı değirmen ve havanda muamele edilerek oluşturulmuş, bunun sonucunda en iyi sonucu veren kompozit belirlenmiştir. Seçilen kompozisyon için uygun çalışma katot voltajı belirlenmiştir. Bunun yanı sıra, farklı elektrolitler kullanılarak en iyi performansı veren elektrolit kompozisyonu seçilmiştir. Mekik etkisinin azaltılması ve performansın arttırılması adına ara tabaka kullanılmıştır. Sonuç olarak ilgili çalışmada, sentezlenen Na2S için en iyi sonucu verecek olan kompozisyon, elektrolit ve çalışma voltaj aralığı belirlenmiş ve bu katot malzemesinin oda sıcaklığında çalışan Na-S bataryalarda kullanılabilirliği test edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Battery systems have become one of the prominent systems in energy storage systems due to their energy density and wide usage areas. Among the battery systems, sodium-sulfur batteries are among the commercially preferred systems for use because of their low cost and relatively high energy density. However, as this type of battery operates at high temperatures, its use poses a safety problem. Therefore, operating the system at room temperature will prevent the security gap. In this thesis, sodium sulphite (Na2S) material which can be used as an alternative to traditional carbon/sulfur cathode for sodium-sulfur (Na-S) batteries working at room temperature was synthesized in laboratory. With the use of Na2S, it is aimed to prevent high volume expansion caused by phase transformation after the discharge of sulfur. In order to increase the conductivity of Na2S, which is an electronically insulating material, a composite of carbon was formed. Na2S and carbon composites were formed by ball mill and mortar treatment and the resultant composite was determined. The appropriate working cathode voltage for the selected composition was determined. In addition, the best electrolyte composition was selected using different electrolytes. Finally, an interlayer was used to reduce Shuttle effect and improve performance. The composition, electrolyte and working voltage range that will give the best results for the synthesized Na2S were determined and the usability of this cathode material in Na-S batteries operating at room temperature was tested.
Benzer Tezler
- Şarj edilebilir lityum-sülfür (Li-S) ve sodyum-sülfür (Na-S) bataryaların elektrokimyasal performansının geliştirilmesi
Improvement of the electrochemical performance of rechargeable lithium-sulfur (Li-S) and sodium-sulfur (Na-S) batteries
ELİF CEYLAN CENGİZ
Doktora
İngilizce
2019
EnerjiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. REZAN DEMİR ÇAKAN
- Nanohidrotalsit kararlı rutenyum nanokümeleri: Sentezi, tanımlanması ve lignin model bileşiklerinin oksidasyon tepkimelerindeki katalitik performansı
Nanohydrotalcite determined rutenium nanoclusters: Synthesis, definition and catalytic performance in oxidation reactions of lignin model compounds
İSMAİL BURAK BAĞUÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
KimyaVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ZAHMAKIRAN
- Farklı sübstitüe ftalonitril ve ftalosiyanin türevlerinin sentezi
Synthesis of different substituted phthalonitriles and phthalocyanines
MELİKE BÜŞRA ZORLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESİN HAMURYUDAN
- Mikro ark oksidasyon işlemi uygulanmış ZA-8 alaşımının yüzey özelliklerinin incelenmesi
Investigation of surface properties of micro arc oxidized ZA-8 alloy
BERKAN ÇAMLIBEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- Wear behaviour of multilayer coated WE43 magnesium alloy
Çok katmanlı kaplanmış WE43 magnezyum alaşımının aşınma davranışı
MERTCAN KABA
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
PROF. DR. UĞUR MALAYOĞLU