Sodyum iyon piller için katot aktif malzeme geliştirilmesi ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Development of cathode active material for sodium ion batteries and investigation of their electrochemical properties
- Tez No: 678255
- Danışmanlar: PROF. DR. SERKAN YEŞİLOT, DOÇ. DR. DAVUT UZUN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Enerji Depolama, Sodyum iyon piller, Katot elektrot, Kapasite, Energy Storage, Sodium ion batteries, Cathode electrode, Capacity
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 175
Özet
Günümüz dünyasında depolanmış taşınabilir enerjiye olan ihtiyaç her geçen gün hızla artmaktadır. Yüksek enerji yoğunluklu ve uzun çevrim ömrüne sahip lityum iyon bataryalar, taşınabilir cihazlarda oldukça dikkat çekici enerji depolama sistemleridir. Lityum iyon pil (LIB) teknolojisi kitlesel olarak büyüyen bir pazarda kaynaklar kısıtlı olduğunda tedarik zincirleri ve dolayısıyla sürdürülebilirlik açısından ciddi bir baskı oluşturmaktadır. Bu durum yeryüzünde kısıtlı miktarda bulunan lityum ve türevlerinin birim maliyetlerinde artışlara sebep olmuştur. Bu sebepten ötürü son zamanlarda, daha düşük maliyetli bir alternatif sağlamak amacıyla sodyum iyon pillere yönelim olmuştur. Sodyumun, lityum ile benzer özellikler taşıması, doğadaki en çok bulunan elementler arasında yer alması, yerkürede homojen dağılması ve çevreci olması avantajları arasında yer almaktadır. Bu tez çalışması kapsamında yüksek kapasiteli, ucuz, çevreci katot malzemeleri geliştirilmeye çalışılmıştır. Demir ve mangan temelli katot aktif malzemeler katı hal ve sol-jel metotları kullanılarak sentezlenmiştir. Sentezlenen maddelerin kristal yapısı X-ışını toz kırınım metodu, yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskobu, tanecik boyutu dağılımı analizi Mastersizer cihazı ile belirlendi. Sentezlenen maddelerin elektrokimyasal özelliklerini ölçmek için 1M NaClO4' ün ağırlıkça 1:1:1 EC (etilen karbonat), DEC (dietil karbonat), PC (propilen karbonat) karışımındaki çözeltisinin elektrolit olarak kullanıldığı elektrokimyasal piller hazırlandı. Kapasite, çevrim ömürleri, kapasite kayıp analizleri yapılarak, performansları incelendi ve sodyum iyon piller için uygun katot aktif malzeme olarak kullanılabilirlikleri gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
In today's world, the demand for stored portable energy is increasing day by day. Lithium-ion batteries with high energy density and long cycle life are quite remarkable energy storage systems in portable devices. Lithium-ion battery (LIB) technology puts serious pressure on supply chains and therefore sustainability when resources are constrained in a mass growing market. This situation caused an increase in the unit costs of lithium and its derivatives, which are limited in the world. For this reason, lately there has been a move towards sodium ion batteries to provide a lower cost alternative. Sodium has similar properties with lithium, it is among the most abundant elements in nature, it is homogeneously distributed in the world and it is environmentally friendly. Within the scope of this thesis study, it has been tried to develop high capacity, cheap, environmentally friendly cathode materials. Iron and manganese based cathode active materials were synthesized using solid state and sol-gel methods. The crystal structure of synthesized substances were determined by X-ray powder diffraction method, surface morphology scanning electron microscope, particle size distribution analysis Mastersizer device. In order to measure the electrochemical properties of the synthesized substances, electrochemical cells were prepared in which the solution of 1M NaClO4 in a mixture of 1: 1: 1 EC (ethylene carbonate), DEC (diethyl carbonate), PC (propylene carbonate) as electrolyte was prepared. Capacity, cycle life, capacity loss analyzes were made, their performances were examined and their usability as a suitable cathode active material for sodium ion batteries was shown.
Benzer Tezler
- Investigation of the effect of porosity in SnO2 nanofibers as anode materials for sodium-ion batteries
Sodyum-iyon pilleri için SnO2 nanolif anot malzemesinde porozitenin etkisinin incelenmesi
ERÇİN ÇAĞAN DURAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN KIZIL
- Syntheses, characterizations, and device fabrications of organic molecules for energy storage devices
Enerji depolama cihazlarında kullanılmak üzere organik moleküllerin sentezi, karakterizasyonu ve cihaz uygulamaları
SEBAHAT TOPAL
- Sodyum iyon piller için karbon takviyeli yenilikçi katot elektrotların sentezi ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and investigation of electrochemical properties of carbon reinforced innovative cathode electrode for sodium ion batteries
AYŞENUR ÖZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET OĞUZ GÜLER
- Lityum iyon piller için birlikte çöktürme yöntemi ile kobalt içermeyen katot malzemesi üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of cobalt free cathode materials via co-precipitation method for lithium ion batteries
DİLA SİVLİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ
- Sodyum iyon pillere üç boyutlu yenilikçi yaklaşımlar
Innovative three-dimensional approaches to sodium-ion batteries
SIDIKA YILDIRIM GÜLTEKİN
Doktora
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATEM AKBULUT