Geri Dön

Analyzing various parameters on supercapacitor performance

Süperkapasitör performansında çeşitli parametrelerin analizi

PDF İndir

  1. Tez No: 644366
  2. Yazar: ÖZLEM BUDAK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ATIF KOCA
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Marmara Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 105

Özet

Elektrokimyasal özellikleri iyileştirilmiş geçiş metal oksitleri yüksek performanslı elektrot üretimi için önem taşımaktadır. Bu sebeple, bu çalışmada, asıl amacımız nikel-kobalt oksitten (NCO) üretilen elektroların iletkenliğini ve aktif yüzey alanını artırarak kütle ve elektron transferini kolaylaştırmaktır. Bu amaç doğrultusunda, NCO ve NCO-indirgenmiş grafen oksit (NCO-RGO) hibritleri, nikel-köpüğü sübstratı üzerine kolay, tek aşamalı ve ilk kez gerçekleştirilen elektrodeposizyon yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. NCO-RGO hibritleri, eş zamanlı gerçekleşen elektrodepozisyon ve indirgeme işlemleri sonucu hazırlanmıştır. Elde edilen hibritlerin elektrot yüzeyi üzerindeki kütlesinin RGO etkisi ile azaldığı belirlenmiştir. Ayrıca, NCO-RGO hibritleri nikel- köpüğü üzerine yüklenirken herhangi bir bağlayıcı malzeme kullanılmamıştır. Bu sayede bağlayıcı kaynaklı direnç ortadan kaldırılmış ve iletkenliğin düşmesi engellenmiştir. Kaplama kat sayısının belirlenmesinin ardından, eşit mol sayıda nikel ve kobalt içeren öncüler ile hazırlanmış elektrolit içerisinde GO miktarı optimizasyonu yapılmıştır. Son olarak, NCO-RGO hibritleri, en iyi performansı saptayabilmek adına farklı nikel-kobalt mol oranlarında sentezlenmiştir. Elektrokimyasal ölçümler göstermiştir ki elde edilen elektrotların spesifik kapasitans ve şarj/deşarj çevrim dayanıklılığı yapıdaki RGO varlığı ile kayda değer ölçüde artmıştır. 0.25 mg GO içeren elektrolitten üretilen NCO-RGO hibrit elektrotu NCO elektrot ile kıyaslandığında mükemmel çevrim ömrü yanı sıra oldukça yüksek spesifik kapasitans sergilemiştir. Ek olarak, yapıda belli oranda nikel içeriğinin artışı ile spesifik kapasitansın arttığı belirlenmiştir. Tüm hazırlanan ürünler karşılaştırıldığında, NCO-RGO hibritleri 1 A/g akım yoğunluğunda en yüksek spesifik kapasitans 1916.5 F/g ve 10 A/g gibi yüksek akım yoğunluğunda 3000 şarj/deşarj çevrim sonucu 95.6% kapasite korunumu elde edilmiştir. NCO-RGO hibritleri güç yoğunluğu değeri 235 W/kg da yüksek enerji yoğunluğu olarak 53.90 Wh/kg değeri elde edilmiş ve enerji yoğunluğu değeri, yüksek güç yoğunluğunda (7500 W/kg) 41.20 Wh/kg olarak belirlenmiştir. Bu sonuçlar, bu malzemelerin dayanaklığının yüksek olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, oldukça iyi elektrokimyasal özelliklere sahip NCO-RGO malzemesi, gelecekte süperkapasitör uygulamalarında kullanılmak üzere kolay ve bağlayıcı içermeyen elektrot yapımı için umut vaat etmektedir.

Özet (Çeviri)

Transition metal oxides with enhanced electrochemical performance are points of interest in the fabrication of high efficient electrodes for supercapacitors. Therefore, in this study, our main purpose is to increase the conductivity and the effective surface area of the electrode composed of nickel-cobalt oxide (NCO) which enables to ease the mass diffusion and electron transport. With this aim, the nanosheets of NCO and NCO-reduced graphene oxide (NCO-RGO) hybrids were produced on nickel-foam substrate by a using facile one-step electrodeposition technique which was first performed. The hybrids of NCO-RGO were simultaneously prepared by the electrodeposition and reduction of GO and NCO, leading to a decrease in the total mass of active material on the electrode surface. The NCO-RGO hybrids were further deposited on the nickel-foam without using any binder; thus, it was avoided to decay in conductivity owing to the resistance of binder. After the optimizing of the number of coating layers, the optimization of GO amounts in the electrolyte comprised of equal moles of nickel and cobalt precursors was employed. Finally, NCO-RGO hybrids were fabricated at different nickel and cobalt molar ratios to determine the best performance. Electrochemical measurements confirmed that the specific capacitance and cycling stability of as-obtained electrodes were remarkably enhanced in the presence of RGO in the structure. The NCO-RGO hybrid which was fabricated from the electrolyte solution involving 0.25 mg of GO, exhibited a quite high specific capacitance as well as extraordinary cycling stability compared to NCO. Furthermore, the results indicated that with the increase in nickel content up to a certain rate, the specific capacitance was considerably increased. Out of all the prepared samples, the NCO-RGO hybrids possessed the highest specific capacitance of 1916.5 F/g at 1 A/g with extraordinary retention of 95.6% at a high current density of 10 A/g even after 3000 charge/discharge cycles. Additionally, NCO-RGO hybrids exhibited a high energy density of 53.90 Wh/kg at the power density of 235 W/kg and remained 41.20 Wh/kg at a high power density of 7500 W/kg, implying the attractive rate capability of these materials. As a result of this study, the NCO-RGO nanosheets having remarkable electrochemical performance have a potential as a promising facile and binder-free electrode for supercapacitor applications in the future.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    679212

    The use of doped ZnO nanomaterials with enhanced optoelectronic properties as an electrode

    Optoelektronik özellikleri geliştirilen katkılı ZnO nanomalzemelerin elektrot malzemesi olarak kullanılması

    OSMAN ÜRPER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN

  2. Tez No

    394312

    Betonarme yapıların sismik davranışlarının sarsma tablasında deneysel olarak incelenmesi ve analitik olarak modellenmesi

    Experimental investigation on seismic behaviours of RC structures using shaking table and analytical modeling of the structures

    FURKAN BİRDAL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Deprem MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATİH ALTUN

    PROF. DR. AHMED KAMİL TANRIKULU

  3. Tez No

    854672

    Karadeniz Teknik Üniversitesi Farabi Hastanesi acil servisine 2010-2022 yılları arasında ateşli silah yaralanması nedeniyle başvuran 65 yaş ve üzeri olguların medikolegal yönden değerlendirilmesi

    Medico-legal evaluation of cases aged 65 and over who applied to Karadeniz technical university farabi hospital emergency service due to firearm injury between 2010-2022

    DENİZ UTKU ÖZTÜRK

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Adli TıpKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Adli Tıp Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERDAL ÖZER

  4. Tez No

    524189

    Aile hekimliği polikliniğine başvuran 45 yaş ve üzeri bireylerde kardiyovasküler risklerin araştırılması ve risk skorlaması

    Investigation of cardiovascular risks and risk scoring in 45-years and older adolescents applying to family medicine outpatient clinic

    CAN UÇAR

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Aile HekimliğiAkdeniz Üniversitesi

    Aile Hekimliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MELAHAT AKDENİZ

  5. Tez No

    252673

    PES/Vis/Lycra® içerikli atkı elastan dokumalarda çeşitli dokuma faktörlerinin kumaşın fiziksel ve mekanik özelliklerine etkisinin incelenmesi

    Investigation effects of various weave parameters on physical and mechanical properties of PES/Vis/Lycra® weft elastane wovens

    FİLİZ ŞEKERDEN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Tekstil ve Tekstil MühendisliğiÇukurova Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. NİHAT ÇELİK

Geri Dön