Development of nanocomposite electrodes and separators for supercapacitors
Süperkapasitörler için nanokompozit elektrotlar ve ayıraçların geliştirilmesi
- Tez No: 721457
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Metalurji Mühendisliği, Energy, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektrotlar, Enerji depolama, Kondansatör, Nanokompozitler, Electrodes, Energy storage, Capacitor, Nanocomposites
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Süperkapasitörler ya da elektrokimyasal kapasitörler 21. yüzyılın en çok umut vadeden enerji depolama sistemlerinden biri olarak bilinmektedir. Bataryaları tamamlama potansiyeline sahip süperkapasitörler yüksek özgül güç ve dikkate değer enerji yoğunlukları sayesinde çok fazla ilgi görmüşlerdir. Süperkapasitörlerin elektrikli araçlardan taşınabilir sistemlere ve cihazlara kadar çok çeşitli uygulama alanları bulunmaktadır. Bilhassa hızlı şarj-deşarj olma özelliği süperkapasitörlerin tüketici elektroniği, taşınabilir cihazlar ve yenilenebilir enerji sistemlerinde yer almasını mümkün kılmaktadır. Süperkapasitörlere esneklik, kumaşa uyum, çevre dostu bileşenler ve renk göstergesi gibi yeni işlevler kazandırılabilirse daha birçok elektronik sistemde yaygınlaşması söz konusu olabilecektir. Bu türden çoklu işlevsel özelliklere sahip süperkapasitörler hem sanayide hem de ticari uygulamalarda ilgi odağı olacaktır. Süperkapasitörlerde nanokompozit elektrot malzemelerinin kullanımı oldukça ilgi çekicidir. Süperkapasitörlerin nanokompozitler kullanılarak performanslarının geliştirilmesi için çok sayıda çalışma yürütülmüştür ve bu alanda geniş bir bilgi birikimi oluşmuştur. Ancak, nanokompozit malzemelerin çok çeşitli kombinasyonları sebebiyle bu alanda halen birçok bilinmeyen mevcuttur ve bundan dolayı çalışmaların devam etmesi gerekmektedir. Bu tez çalışmasında, karbon nanotüp-polianilin, genişletilmiş grafit-polipirol, karbon nanopul-mangan dioksit, indirgenmiş grafen oksit-molibden disülfit ve hegzagonal bor nitrür-molibden disülfit nanokompozitleri süperkapasitör elektrotları için etkin malzeme olarak incelenmiştir. Bunlara ek olarak, hegzagonal bor nitrür-polivinil alkol nanokompoziti ise süperkapasitörler için ayıraç olarak incelenmiştir. Nanokompozit malzemelerin kullanılması saf bileşenlere kıyasla süperkapasitörlerin birçok performans karakteristiğini geliştirmiştir. Bu sebeple, önümüzdeki yıllarda nanokompozit temelli süperkapasitörlerin ticarileşmesinin yaygınlaşmaya devam edeceği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
Supercapacitors or electrochemical capacitors are known as one of the most promising energy storage systems for the 21st century. Having the potential to complement batteries, supercapacitors have received a lot of attention thanks to their high specific power and moderate energy densities. Supercapacitors have various application areas ranging from electric vehicles to portable systems and devices. In particular, their fast charge-discharge feature enables integration with consumer electronics, mobile devices and renewable energy systems. The widespread use of supercapacitors in many other electronic systems may also be possible if they gain new functions, such as flexibility, textile integration, environmentally friendly components and charge level indication. Supercapacitor electrodes with these multifunctional properties will be notable for both industrial and commercial applications. The use of nanocomposite electrode materials is very attractive for supercapacitors. Many studies have been carried out to improve the performance of supercapacitors using nanocomposites and a wide knowledge has been gained in this area. However, there are still many unknowns due to the variety of the combinations of the nanocomposite materials, and therefore further studies in this area ae required. In this thesis study, carbon nanotube-polyaniline, expanded graphite-polypyrrole, carbon nanoflake-manganese dioxide, reduced graphene oxide-molybdenum disulfide and hexagonal boron nitride-molybdenum disulfide nanocomposites are investigated as active materials for supercapacitor electrodes. In addition, hexagonal boron nitride-polyvinyl alcohol nanocomposites are investigated as separators for supercapacitors. The use of nanocomposite materials has improved many performance characteristics of supercapacitors compared to pure components. Therefore, it is concluded that the commercialization of nanocomposite-based supercapacitors will continue to become widespread in the coming years.
Benzer Tezler
- Ovulasyon indüksiyonu tedavisinde folliküler gelişimin ultrasonografik takibi
Başlık çevirisi yok
MERİH BAYRAM
- Pulmoner hipertansiyon etyopatogenezinde prostasiklin ve lökotrien C4'ün rolü
Possible role of leukotrien C4 and prostacyclin in the development of pulmonary hypertension
ÜLKÜ AYBERK
