Süperkapasitör için Grafen@VA-BCN-NT@WS2 kompozit elektrot üretimi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of Grafen@VA-BCN-NT@WS2 composite electrode for supercapacitor
- Tez No: 675853
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA NUR TUZLUCA YEŞİLBAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Energy, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erzincan Binali Yıldırım Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Bu tez çalışmasında süperkapasitör için Grafen@VA-BCN-NT@WS2 kompozit elektrot üretimi aşamalı bir şekilde gerçekleştirilmiş olup bu elektrot yapısı spesifik kapasitans, enerji yoğunluğu ve döngü kararlılığı gibi parametreler yönünden araştırılmıştır. İlk aşamada grafen sentezi, ikinci aşamada ise grafen üzerine FCCVD yöntemi ile 950oC'de VA-BCN-NT'ler büyütülmüştür. Bu yöntemde katalizör kaynağı olarak ferrosen, kaynak malzeme olarak da borik asit, etanol ve asetonitril çözeltisi kullanılmıştır. Son aşama olarak VA-BCN-NT'ler üzerine hidrotermal yöntemle WS2 nanoyapraklar büyütülmüştür. VA-BCN-NT'ler üzerine iyi yapışan WS2 nanoyapraklar aracılığıyla 3D çekirdek@kabuk yapısı elde edilerek sinerjistik bir etki oluşturulmuştur. Üç elektrotlu test hücresinde 6M KOH elektrolit kullanılarak ayrı ayrı gerçekleştirilen GCD ölçümlerinde 0,5 A g-1 akım yoğunluğunda VA-BCN-NT'lerin spesifik kapasitansı 364 F g-1 olarak hesaplanırken VA-BCN-NT@WS2 elektrot yapısının spesifik kapasitansı da 690 F g-1 olarak hesaplanmıştır. Bununla birlikte 20 A g-1 akım yoğunluğunda alınan 10.000 şarj/deşarj döngüsü sonrasında VA-BCN-NT'ler başlangıçtaki spesifik kapasitansının %97'sine sahipken 5.000 şarj/deşarj döngüsü sonrasında VA-BCN-NT@WS2 elektrot yapısı başlangıçtaki spesifik kapasitansının %74'üne sahip olarak mükemmel bir döngü kararlılığı sergilemiştir. Buna ek olarak iki elektrotlu simetrik yapıdaki VA-BCN-NT@WS2 süperkapasitör için 1 A g-1 akım yoğunluğunda spesifik kapasitans 170 F g-1 olarak elde edilmiştir. Ayrıca bu süperkapasitörün 1 V potansiyel aralığında 10.000 döngü sonunda spesifik kapasitansının %85'ini koruduğu gözlemlenmiştir. Enerji yoğunluğu 23.6 Wh kg-1 iken güç yoğunluğu ise 4250 W kg-1 olarak bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the synthesis of Graphene@VA-BCN-NT@WS2 composite electrode for the supercapacitor was carried out in stages, and this electrode structure was investigated in terms of parameters such as specific capacitance, energy density, and cycle stability. In the first step graphene synthesis and in the second step VA-BCN-NTs were grown at 950oC by FCCVD method on graphene. In this method, ferrocene was used as the catalyst source, and boric acid, ethanol, and acetonitrile solution were used as the source material. As a final step, WS2 nanosheets were grown on VA-BCN-NTs by hydrothermal method. A synergistic effect was created by obtaining a 3D core@shell structure through WS2 nanosheets that adhere well to VA-BCN-NTs. In the GCD measurements performed separately in a three-electrode test cell using 6M KOH electrolyte, the specific capacitance of the VA-BCN-NTs at a current density of 0.5 A g-1 was calculated as 364 F g-1, while the specific capacitance of the VA-BCN-NT@WS2 electrode structure was also calculated as 690 F g-1. However, VA-BCN-NTs have 97% of their initial specific capacitance after 10.000 charge/discharge cycles taken at a current density of 20 A g-1, while the VA-BCN-NT@WS2 electrode structure has 74% of initial specific capacitance after 5.000 charge/discharge cycles. In addition, the specific capacitance was obtained as 170 F g-1 at a current density of 1 A g-1 for the VA-BCN-NT@WS2 supercapacitor with a two-electrode symmetrical structure. Also, it has been observed that this supercapacitor maintains 85% of its specific capacitance at the end of 10.000 cycles in the 1 V potential window. While the energy density was 23.6 Wh kg-1, the power density was found to be 4250 W kg-1.
Benzer Tezler
- Yüksek enerji depolama özellikli borofen-panı nanokompozit esaslı esnek süperkapasitör üretilmesi
Fabrication of high energy storage featured borophene-pani nanocomposite based flexible supercapacitor
SİMRU GÖKTUNA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
EnerjiMaltepe ÜniversitesiDisiplinlerarası Yenilenebilir Enerji Teknolojileri ve Yönetimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEVİN TAŞALTIN
- Bazı grafen esaslı malzemelerin süperkapasitör sistemlerindeki performanslarının incelenmesi
Investigation of performance of some graphene-based materials in supercapacitor systems
MELİH BEŞİR ARVAS
- Grafen bazlı nano yapılardan simetrik ve asimetrik superkapasitör üretimi
Production of symmetric and asymmetric supercapacitorsfrom graphene based nanostructures
OZAN YÖRÜK
Doktora
Türkçe
2023
KimyaTrakya ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜKSEL BAYRAK
PROF. DR. MURAT ATEŞ
- Preparation of biocompatible composite 3d architectures based on graphene oxide (GO) and chitosan for flexible all solid state supercapacitors
Esnek tüm katı hal süper kapasitörler için grafen oksit (GO) ve kitosan bazlı biyouyumlu kompozit 3d mimarilerin hazırlanması
SAEIDEH ALIPOORILEMEESLAM
Doktora
İngilizce
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BARSBAY
- Investigation of sulfide materials for supercapacitors
Süperkapasitörler için sülfit malzemelerinin araştırılması
ALİ DENİZ UÇAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
DR. YUSUF KELEŞTEMUR