Synthesis of zinc oxide nanorod from zinc borate for supercapacitor electrode
Çinko borattan çinko oksit nanoçubuk üretimi ve elektrokimyasal özelliğinin incelenmesi
- Tez No: 772403
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SAFA POLAT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 71
Özet
Bu tez çalışmasında çinko borat mineralinden süperkapasitörlerde elektrot malzemesi olarak kullanılması amacıyla çinko oksit sentezlenmesi planlanmıştır. Bu amaçla ilk olarak çinko borat minerali farkı derişimlerde hidroklorik asit ile muamele edilmiş ve ekstrakt edilen çinko metali konsantrasyonu optimize edilmiştir. Konsantrasyonlar atomik absorpsiyon spektroskopisi (AAS) ile ölçülmüştür. Daha sonra en yüksek çinko içerikli solüsyon kullanılarak nikel foam yüzeyinde hidrotermal yöntemle doğrudan çinko oksit sentezi gerçekleştirilmiştir. Sentez sonrası ürünler XRD, FTIR ve SEM analizleri ile kristal yapı, kimyasal bağ ve geometrik şekli bakımından karakterize edilmiştir. Elde edilen sonuçlar nikel foam yüzeyinde ortalama 300 nm boyutunda çinko oksit nano çubuklarının başarılı bir şekilde sentezlendiğini göstermiştir. Bu işlemlerin ardından sentezlenen elektrotun çevrimli voltametre (CV) ve galvano statik şarj-deşarj (GCD) ölçümleri de gerçekleştirilmiştir. Bu ölçümler elektrotun pil tipi şarj depolama karakterine sahip olduğunu ve en yüksek spesifik kapasitansının ise 1 mA/cm2 akım yoğunluğunda yaklaşık 527 mF/cm2 olduğunu göstermiştir. Ayrıca bu elektrotun 1 mA/cm2 akım yoğunluğundaki enerji ve güç yoğunlukları da sırasıyla 11.2 mWh/cm2 ve 200 mW/cm2 olarak hesaplanmıştır. Bu sonuçlar literatürdeki muadillerine kıyasla tekli bileşen olmasına rağmen oldukça umut vaat edici olduğu sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
This thesis is planned to synthesize zinc oxide from zinc borate mineral to use it as electrode material in supercapacitors. For this purpose, firstly, zinc borate mineral was treated with hydrochloric acid at different concentrations, and the extracted zinc metal concentration was optimized. Concentrations were measured by atomic absorption spectroscopy (AAS). Then, direct zinc oxide synthesis was carried out by hydrothermal method on the nickel foam surface using the solution with the highest zinc content. After synthesis, the products were characterized in terms of crystal structure, chemical bond, and geometric shape by XRD, FTIR, and SEM analyses. The results showed that zinc oxide nanorods with an average size of 358 nm were successfully synthesized on the nickel foam surface. The synthesized electrode was then subjected to cyclic voltammetry (CV) and galvanostatic charge-discharge (GCD) tests. These measurements showed that the electrode has a battery-type charge storage character, and the highest specific capacitance is approximately 527 mF/cm2 at a current density of 1 mA/cm2. In addition, the energy and power densities of zinc oxide-based electrodes were calculated as 11 mWh/cm2 and 200 mW/cm2 at a current density of 2 mA/cm2, respectively. Although these results are single-component compared to their counterparts in the literature, it is concluded that they are quite promising.
Benzer Tezler
- Geçiş metalleri ile katkılanmış ZnO nano çubuk sentezi ve I-V karakterizasyonu
Synthesis and I-V characterization of transition metals doped ZnO nanorod
AHMET SERHAT DİNÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
EnerjiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULLAH CEYLAN
- Fonksiyonel tekstiller geliştirmek amacıyla metal oksit nanoyapıların sentezlenmesi ve kumaşlara uygulanması
Synthesis of metal oxide nanostructures and application to fabric surfaces towards development of functional textiles
MERVE KÜÇÜK
Doktora
Türkçe
2020
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LÜTFİ ÖVEÇOĞLU
- Investigation of electrodeposition conditions on the morphology and properties of zinc oxide and iron oxide films
Elektrokimyasal sentez koşullarının çinko oksit ve demir oksit filmlerin morfoloji ve özelliklerine etkilerinin incelenmesi
CEREN YILMAZ
Doktora
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. UĞUR ÜNAL
- ZnO nanoyapılı elektrotlar kullanarak boya duyarlı güneş hücrelerinin geliştirilmesi
Improvement of dye sensitized solar cells by using ZnO nanostructured electrods
DENİZ GÜLTEKİN
Doktora
Türkçe
2016
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATEM AKBULUT
- Farklı nanokristal yapılarında çinko oksit (Zno) sentezi ve uygulamaları
Sythesis and application of zinc oxide (Zno) in different crystalline structures
ALİŞAH ÇAĞATAY ÇAKIR