Geri Dön

Utilization of colloidal principles in carbon coating of electroactive materials

Elektroaktif malzemelerin karbon kaplanmalarında koloidal ilkelerin kullanılması

  1. Tez No: 764793
  2. Yazar: YASEMİN AŞKAR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SİMGE ÇINAR AYGÜN, PROF. DR. BORA MAVİŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 148

Özet

Artan enerji talebi, yüksek hacimsel enerji yoğunluğuna sahip batarya sistemlerini gerektirmektedir, bu nedenle mevcut hedeflerden biri, birim hacim başına yüklenebilecek aktif malzeme miktarını maksimize etmektir. Bu durum doğrudan partiküllerin dağıtıklık durumu ile ilgilidir ve yüksek hacimsel enerji yoğunluğunu elde etmek için dağılabilir partiküller gereklidir. Aktif malzemelerin elektriksel iletkenliğini arttırmak için kullanılan karbon kaplama, partiküllerin aglomerasyonunda önemli rol oynamaktadır. Bu nedenle bu tezde, tekil elektroaktif malzemelerin dağıtılabilirliğini koruyacak şekilde uygun bir karbon kaplama prosedürünün geliştirilmesi amaçlanmıştır. Burada, yeni bir yaklaşım olarak, tam karbon kaplamalı, dağılabilir parçacıkları sentezlemek için kolloidal ilkelerin kullanımı ve ardından piroliz işlemi gerçekleştirilmiştir. Model sistem olarak LiFePO4 (LFP) elektroaktif malzemesi seçilmiştir. İlk olarak, polyol yöntemi ile tekil olarak dağıtık LFP parçacıkları üretilmiştir. Yalın LFP parçacıkları üzerindeki zeta potansiyel analizlerinden sonra, CTAB (setiltrimetilamonyum bromür) yüzey aktif madde olarak seçilmiş ve bir karbon kaynağı olarak kullanılmıştır. CTAB'in LFP'ye kritik oranı zeta potansiyelinin işaretinin değiştiği ve stabilize olduğu nokta ile belirlenmiştir ve iki aşamalı bir piroliz prosedürü tasarlanmıştır. Bu proseste üretilen optimum karbon kaplı tekil parçacıklar ve yalın LFP numuneleri dağıtılabilirlik, doldurma yoğunluğu, ve elektrokimyasal performans açıdan karşılaştırıldı. Yalın LFP (1.11 g∙cm-3) ve karbon kaplı LFP parçacıklarının (1.16 g∙cm-3) doldurma yoğunluğu oldukça benzer elde edilmiştir. Sonuçlar, burada kullanılan zeta potansiyeli analizine dayalı yaklaşımın uygulanabilirliğini doldurma yoğunluğunda ve dağıtılabilirlikte herhangi bir kayıp olmaksızın homojen karbon kaplama üretimi ile göstermektedir.

Özet (Çeviri)

The increasing energy demand requires battery systems with high volumetric energy density, therefore one of the current aims is to maximize the amount of active material that can be loaded per unit volume. This situation is directly related to the particle agglomeration state and dispersible particles are required to achieve high volumetric energy density. Carbon coating, which is used to increase the electrical conductivity of active materials, also plays a significant role in the agglomeration of the particles. For this reason, in this thesis, it was aimed to develop a suitable carbon coating procedure in such a way that individual electroactive materials maintain their dispersibility. Herein, as a novel approach, colloidal principles and a proceeding pyrolysis step were used to synthesize dispersible particles with full carbon coverage. LiFePO4 (LFP) electroactive material was chosen as the model system. Individually dispersible LFP particles were produced with the polyol method. After zeta potential analyses on pristine LFP particles, CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) was chosen as the surfactant and used as a carbon source for pyrolysis. The critical ratio of CTAB to LFP at which zeta potential reverses sign and stabilizes were determined and a two-stage pyrolysis procedure was designed. The optimal carbon-coated individual particles produced in this process and bare LFP were compared in terms of their dispersibility, tap density, and electrochemical performance. The tap density of the pristine LFP (1.11 g∙cm-3) and carbon-coated LFP particles (1.16 g∙cm-3) was obtained quite similar. Results demonstrate the applicability of the zeta potential analysis-based approach utilized herein producing homogeneous carbon coating without any loses in tap density and dispersibility.

Benzer Tezler

  1. Yüzey zenginleştırilmiş raman spektroskopisi (SERS) için nano-yaklaşım temelli platformların geliştırilmesi ve tanı amaçlı uygulanması

    Development of nano-approach based platforms for surface enhanced raman spectroscopy (SERS) and their use for detection

    MEHMET YILMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    BiyomühendislikHacettepe Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERHAN BİŞKİN

  2. Altın ve gümüş nanopartiküllerinden oluşan heterojen plazmonik yapıların üretilmesi ve karakterizasyonu

    Fabrication and characterization of heterogeneous plasmonic structures composed of gold and silver nanoparticles

    ÖZGE CANPOLAT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Mühendislik BilimleriErciyes Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA SERDAR ÖNSES

  3. Modeling and numerical analysis of single droplet drying

    Tek damlacık kurumasının modellenmesi ve nümerik çözümlemesi

    NESİP DALMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖNDER ÖZBELGE

    YRD. DOÇ. DR. YUSUF ULUDAĞ

  4. Effect of double emulsion technique and utilization of buttermilk powder as emulsifier on ice cream quality

    İkili emülsiyon tekniği ve emülgatör olarak yayıkaltı tozu kullanımının dondurma kalitesi üzerine etkileri

    ECE ÇELEBİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Gıda MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ TOPCU

    PROF. DR. HAMDİ BARBAROS ÖZER

  5. Ordered colloidal-mask applications in light management

    Işık yönetiminde dizilmiş kolloidal-maskeuygulamalar

    SEYEDEHNASIM SEYEDPOUR ESMAEILZAD

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALPAN BEK