Geri Dön

Biyokütleden elde edilen aktif karbonların yüksek performanslı süperkapasitör uygulamaları

High performance supercapacitor applications of activated carbons derived from biomass

  1. Tez No: 767024
  2. Yazar: MERYEM BERİL MAŞLAK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. FUNDA ATEŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 118

Özet

Günümüzde artan enerji talebi, fosil yakıtların hızla tükenmesi ve çevresel sorunlar, toplumu yeni enerji üretim yolları bulmaya ve üretilen enerjiyi verimli bir şekilde depolamaya yöneltmiştir. Umut veren enerji depolama cihazları arasında yerini alan süperkapasitörler hızlı şarj/deşarj kabiliyeti, yüksek güç yoğunluğu ve uzun çevrim ömrü gibi ilgi çeken özelliklere sahiptir. Yüksek gözeneklilik ve yüzey alanı, iyi elektrik iletkenliği gibi özellikleri nedeniyle karbon temelli malzemeler süperkapasitör uygulamalarında büyük ilgi görmektedir. Bu çalışma kapsamında süperkapasitörlerde elektrot malzemesi olarak kullanılmak üzere nar posasından aktif karbonlar üretilmiştir. Üretilen farklı özellikteki aktif karbonların elektrokimyasal performansları incelenmiştir. Farklı gözenek yapıları ve yüzey alanlarına sahip aktif karbonlar elde etmek için KOH ve ZnCl2 aktivasyon araçları ile farklı doyurma oranları ve sıcaklıklarda kimyasal aktivasyon yöntemiyle üretim yapılmıştır. Üretilen aktif karbonların yapısal ve morfolojik özellikleri, N2 adsorpsiyon-desorpsiyon izotermi (BET yüzey analizi), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve Fourier transform kızılötesi (FTIR) spektroskopisi kullanılarak araştırılmıştır. Hazırlanan elektrotların ise elektrokimyasal analizleri döngüsel voltametri (CV), empedans spektroskopisi (EIS) ve galvanostatik şarj-deşarj (GCD) teknikleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda 500 °C'de 1:1 (ZnCl2/Nar posası, w/w) oranında üretilen aktif karbon 1384 m2/g ile en yüksek yüzey alanını göstermiştir. Elektrokimyasal testler sonucunda, yüksek mikro gözenekli alana sahip elektrot malzemesi ile, iletkenlik arttırıcı olarak Süper P Karbon siyahı kullanarak 6 M KOH elektrolitte 0.1 A/g'de 201 Fg-1'lik mükemmel spesifik kapasitans değerine ulaşılmıştır. Bu sonuçlar, nar posasından üretilen aktif karbonların süper kapasitör uygulaması için umut verici bir malzeme olduğunu göstermiştir.

Özet (Çeviri)

Nowadays, increasing energy demand, rapid depletion of fossil fuels and environmental problems have led the society to find new energy production ways and to store the produced energy efficiently. Supercapacitors, as promising energy storage devices, which are of great interest in the field of energy storage improvement, have interesting features such as fast charge/discharge capability, high power density and long cycle life. Carbon-based materials are of great interest in supercapacitor applications due to their properties such as high porosity and surface area, good electrical conductivity. In this study, activated carbons were produced from pomegranate marcs to be used as electrode material in supercapacitors. The electrochemical performances of the produced activated carbons with different surface properties were investigated. Production was carried out by chemical activation method with KOH and ZnCl2 activation tools at different impregnate rates and temperatures. The structural and morphological properties of the produced activated carbons were investigated using N2 adsorption-desorption isotherm (BET surface analysis), scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. The electrochemical properties of electrodes were perfomed using cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge discharge (GCD) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) methods. As a result of the analyses, the produced activated carbon at 500 °C at a ratio of 1:1 (ZnCl2/Pomegranate pulp, w/w) showed the highest surface area with 1384 m2/g. The electrochemical test results show that an excellent specific capacitance value of 201 Fg-1 at 0.1 A/g in 6 M KOH electrolyte was achieved by using Super P Carbon black as a conductivity enhancer, with electrode material with high microporous area. In conclusion, the results confirm that pomegranate-based carbon has the potential to be a promising electrode material for supercapacitors.

Benzer Tezler

  1. Biyokütle temelli yüksek performans süperkapasitör elektrot malzemelerinin üretilmesi ve elektrokimyasal özelliklerinin araştırılması

    Production of biomass-based high performance supercapacitor electrode materials and investigation of their electrochemical properties

    YALÇIN ÇELİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    EnerjiYozgat Bozok Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ESRA YILDIZ

  2. Asimetrik süperkapasitör uygulamaları için biyokütle temelli elektrot malzemelerinin geliştirilmesi

    Development of biomass-based electrode materials for asymmetric supercapacitor applications

    BURAK BAYKAL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    KimyaAnkara Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ SINAĞ

  3. Biyokütleden üretilen azot, kükürt ve fosfor katkılı aktif karbonun süperkapasitör performansı

    The supercapacitor performance of nitrogen, sulphur and phosphorus doped activated carbon produced from biomass

    SÜHEYLA TEKİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Kimya MühendisliğiAnkara Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEKİ AKTAŞ

  4. Yüksek performanslı karbon/metal-oksit nanokompozit süperkapasitörlerin üretim ve karakterizasyonu

    Fabrication and characterization of high performance carbon/metal-oxide nanocomposite supercapacitors

    NERİMAN SİNAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Bilim ve TeknolojiBursa Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ECE ÜNÜR YILMAZ

  5. Karbon siyahının fiziksel ve kimyasal aktivasyon ile gözenekli karbon yapılara dönüşüm performansının incelenmesi

    Investigation of the conversion performance of carbon black into porous carbon structures by physical and chemical activation

    NERMİN NUR FUÇUCU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Kimya MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYSEL KANTÜRK FİGEN

    PROF. DR. ADNAN MİDİLLİ