Development of composite anode materials for high capacity sodium-ion batteries
Sodyum iyon piller için yüksek kapasiteli kompozit anot malzemelerinin geliştirilmesi
- Tez No: 733107
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN KIZIL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Kimya, Metalurji Mühendisliği, Energy, Chemistry, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 92
Özet
Lityum-iyon pillere olan talep, günümüzde neredeyse tüm taşınabilir elektronik cihazlarda ve elektrikli araçlarda giderek artmıştır. Bununla birlikte, bu uygulamalarda lityum iyon pillere olan bu artan talebin, dünyanın bilinen lityum rezervlerindeki lityum kaynaklarının kıtlığı nedeniyle potansiyel olarak sınırlı olabileceğine ve bu durumun gelecekte lityumun maliyetini ve kullanılabilirliğini önemli ölçüde etkileyebileceğine inanılmaktadır.Sodyum yeryüzünde en çok bulunan dördüncü elementtir ve sodyum rezervleri geniş bir alana yayılmıştır. Aynı zamanda, yerkabuğundaki lityum miktarı sadece 20 ppm iken, yerkabuğundaki Na bolluğu yaklaşık %2'dir. Bu nedenle, sodyum iyon piller, gelecekte lityum iyon pillere ekonomik bir alternatif enerji kaynağı olarak kabul edilmektedir. Sonuç olarak, elektrokimyasal performansı yüksek sodyum iyon piller için uygun anot, katot, elektrolit, ayırıcı ve bağlayıcının araştırılması ve geliştirilmesi gerekmektedir. Bu doktora tez çalışmasında, sodyum iyon piller için üç alternatif anot malzemesi sentezlenmiş ve test edilmiştir. Birinci bölümde, titanyum dioksitin çeşitli oranlarda demir atomu ile katkılanarak titanyum dioksitin elektrokimyasal özelliklerinin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. İkinci bölümde, titanyum dioksitin düşük elektrokimyasal performansını iyileştirmek amacıyla elektroeğirme yöntemiyle tek boyutlu anot malzeme sentezlendi. Üçüncü bölümde, sodyum iyon alaşımlama reaksiyonu ile kalay oksit anot malzemesinin yüksek hacim genleşmesi nedeniyle meydana gelen pulverizasyon sorununa çözüm olarak polianilin polimeriyle kompozit anot malzemesi sentezlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The demand for lithium-ion batteries has ever increased in almost all portable electronic devices and electric vehicles nowadays. However, it is believed that this increasing demand for lithium-ion batteries in these applications could potentially be limited due to the scarcity of lithium resources in the world's known lithium reserves, which could significantly affect the cost and availability of lithium in the future. Sodium is the fourth most abundant element on earth, and sodium reserves are spread over a wide area. At the same time, the amount of lithium in the earth's crust is only 20 ppm, while the abundance of Na in the earth's crust is about 2%. Thus, sodium ion batteries are considered an economical alternative energy source to lithium-ion batteries in the future. As a result, research and development of appropriate anode, cathode, electrolyte, separator, and binder for sodium ion batteries with high electrochemical performance is required. In this doctoral thesis study, three alternative anode materials for sodium ion batteries were synthesized and tested. The first part, it is aimed to improve the electrochemical properties of titanium dioxide by doping with an iron atom at various ratios of titanium dioxide. In the second part, to improve the low electrochemical performance of titanium dioxide, one-dimensional anode material was synthesized by the electrospinning method. In the third part, a composite anode material with polyaniline polymer was synthesized as a solution to the pulverization of tin oxide anode material due to high volume expansion by the sodium ion alloying reaction.
Benzer Tezler
- Sodyum iyon bataryalar için kalay esaslı malzemelerin eldesi ve anot elektrot olarak kullanım potansiyellerinin incelenmesi
Development of tin based materials for sodium ion batteries and investigation of their potential use as anode electrode
BURCU DURSUN
Doktora
Türkçe
2017
EnerjiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. REZAN DEMİR ÇAKAN
- Sodyum-iyon bataryalarda kullanılacak antimon/karbon anot bileşiklerine elektrolit etkisinin incelenmesi
Investigation of electrolyte effect on antimony/carbon anode compounds to be used in sodium-ion batteries
SELÇUK İDECİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Kimya MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REZAN DEMİR ÇAKAN
- Environmentally friendly components for energy storage devices
Enerji depolama cihazlarında çevre dostu bileşenlerin kullanımı
ELENA STOJANOVSKA
Doktora
İngilizce
2019
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
- 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
- Lityum-iyon piller için yüksek performanslı anot malzemesi olarak kalay oksit-indirgenmiş grafen oksit kompozitlerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of tin oxide-reduced graphene oxide composite as high performance anode material for lithium-ion batteries
MERT ARDA KAYIŞLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REHA YAVUZ