V, Co, Cr, Ce, Fe, Mn ve Sn içeren yeni nesil redoks akışkan batarya sistemlerinin araştırılması
Investigation of new generation redox flow battery systems containing V, Co, Cr, Ce, Fe, Mn and Sn
- Tez No: 677111
- Danışmanlar: PROF. DR. YÜCEL ŞAHİN, DOÇ. DR. METİN GENÇTEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Analitik Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 219
Özet
Bu tez çalışması ile yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen enerjinin depolanmasına olanak sağlayacak, mevcut olarak kullanılan kurşun-asit aküler, lityum-iyon piller gibi enerji depolama sistemlerine alternatif olabilecek yeni nesil enerji depolama sistemleri geliştirilmiştir. Bu tez çalışmasında, vanadyum redoks akışkan bataryalardaki gibi çökme sorunu olmayan ve yüksek hücre potansiyeline sahip V/Co, Cr/Co, Cr/Ce, Fe/Co, Mn/Co ve Sn/Co redoks çiftlerini içeren akışkan redoks batarya sistemleri oluşturulmuş ve literatüre kazandırılmıştır. Bu kapsamda, çalışma elektrotu olarak grafit esaslı kalem ucu elektrot, referans elektrot olarak Ag/AgCl ve karşıt elektrot olarak ise Pt tel kullanılmıştır. Sülfürik ve hidroklorik asit çözeltilerinde, farklı yükseltgenme basamağına sahip vanadyum, kobalt, krom, seryum, demir, mangan ve kalay iyonlarının elektrokimyasal davranışları diferansiyel puls voltametri (DPV) ve elektrokimyasal empedans spektroskopi (EIS) yöntemleri kullanılarak incelenerek asit ve etkin iyon derişim optimizasyonları yapılmıştır. Her bir elektrolit bileşeni için kütle aktarım türleri dönüşümlü voltametri (CV) yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Çalışma elektrotunun 200 voltametrik döngü boyunca kararlılıkları incelenmiş ve elektrotların yüzey morfolojilerinde meydana gelen değişimler ise taramalı elektron mikroskop (SEM) kullanılarak incelenmiştir. Karbon keçe elektrot kullanılarak dönüşümlü şarj/deşarj testleri ile oluşturulan bataryanın şarj/deşarj potansiyelleri, kapasiteleri, enerji/kulomb/voltaj verimleri hesaplanmıştır Bu çalışma sonunda, her bir redoks çifti için elde edilen hücre potansiyeli ve deşarj kapasitesi değerleri; V/Co için 2.35 V ve 430.1 mAh, Cr/Co için 1.40 V ve 682.5 mAh, Cr/Ce için 1.60 V ve 421 µAh, Fe/Co için 1.5 V ve 180.6 mAh, Mn/Co için 2.10 V ve 9.890 mAh, ve Sn/Co için 1.80 V ve 4.096 mAh'dir.
Özet (Çeviri)
With this thesis, new generation energy storage systems have been developed that will allow the storage of energy obtained from renewable energy sources and that can be an alternative to currently used energy storage systems such as lead-acid batteries and lithium-ion batteries. In this thesis, flow redox battery systems containing V/Co, Cr/Co, Cr/Ce, Fe/Co, Mn/Co and Sn/Co redox couples with high cell potential without any risk of collapse (as it is the case in vanadium redox flow batteries) have been developed and added to the literature. Within this scope was graphite-based pencil electrode used as the working electrode, Ag/AgCl as the reference electrode and Pt wire as the counter electrode. Electrochemical behavior of vanadium, cobalt, chromium, cerium, iron, manganese and tin ions in sulfuric and hydrochloric acid solutions were analyzed using differential pulse voltammetry (DPV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) methods, and acid and effective ion concentration optimizations were made. The mass transfer types for each electrolyte component were determined using the cyclic voltammetry (CV) method. The stability of the working electrode over 200 voltammetric cycles were subject to analysis, and the changes in the surface morphology of the electrodes were examined using a scanning electron microscope (SEM). The charge/discharge potentials, capacities, energy/coulomb/voltage efficiencies of the battery made up by using carbon felt electrodes and alternating charge/discharge tests were calculated. At the end of this study, the cell potential and discharge capacity values obtained for each redox pair were 2.35 V and 430.1 mAh for V/Co, 1.40 V and 682.5 mAh for Cr/Co, 1.60 V and 421 µAh for Cr/Ce, 1.5 V and 180.6 mAh for Fe/Co, 2.10 V and 9.890 mAh for Mn/Co, and 1.80 V and 4,096 mAh for Sn/Co.
Benzer Tezler
- Erken Kretase yaşlı Çağlayan Formasyonuna ait siyah şeyllerin toplam organik karbon ve iz element ilişkisinin incelenmesi, Sinop havzası, K Türkiye
Investigation of the total organic carbon and trace element relations of the black shales belong to Early Cretaceous aged Çağlayan Formation, Sinop basin, N Turkey
HÜLYA KARADAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Jeoloji MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADETTİN KORKMAZ
- TÜBİTAK Ulusal Gözlemevi Coude Eşel tayflarını kullanarak HD 39866 (A2 II) yıldızının kimyasal bolluk analizi
Chemical abundance analysis of HD 39866 (A2 II) using TUBITAK National Observatory-Coude Echelle spectra
FATMA BAŞAK EMİNOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Astronomi ve Uzay BilimleriAnkara ÜniversitesiAstronomi ve Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KUTLUAY YÜCE
- Düşük genlikli Delta Scuti yıldızı 20 CVn'nin element bolluk çalışması
An elemental abundance analysis of low amplitude Delta Scuti star: 20 CVn
TOLGAHAN KILIÇOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Astronomi ve Uzay BilimleriAnkara ÜniversitesiAstronomi ve Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAUL J. ADELMAN
YRD. DOÇ. DR. KUTLUAY YÜCE
- Erzurum ve çevresindeki sulak alanlarda bazı sucul böcek türlerindeki (Hydrophilidae) ağır element birikimlerinin XRF analiz yöntemi ile araştırılması
Investigation of heavy element accumulation in some aquatic insect species (Hydrophilidae) using XRF analysis, living Erzurum province and surrounding wetlands
ZEYNEP AYDOĞAN
- 4.551-111-898 keV enerji aralığında Ti, Fe, Ni, Zn, Zr, Ag, In, Sn, Ta ve W elementlerine ait toplam kalite azaltma katsayılarının doğrudan ölçülmesi
Direct measurement of total mass attenuation coefficients of Ti, Fe, Ni, Zn, Zr, Ag, In, Sn, Ta, W elements between energy range 4.551-111.898 keV
ÜMİT TURGUT
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Eğitim ve ÖğretimAtatürk ÜniversitesiFizik Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDOĞAN BÜYÜKKASAP