Biyokütleden elektrokimyasal kapasitörler için gözenekli karbon elektrot üretimi
Production of porous carbon electrodes from biomass for electrochemical capacitors
- Tez No: 788862
- Danışmanlar: PROF. DR. HAKAN DEMİRAL, DOÇ. DR. UĞUR MORALI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Termodinamik ve Temel İşlemler Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son dönemde enerji depolamaya duyulan ihtiyaç kapsamından kaynaklı süperkapasitörlere elektrot malzemesi üretiminde araştırmalar yoğunlaşmıştır. Elektrot malzemesinin biyokütleden seçilmesi büyük avantajdır. Bu yüksek lisans tez çalışmasında enerji depolama sistemlerinden kapasitörler için karbon elektrot malzemeleri olarak limon kabuğundan aktif karbon üretilmiştir ve elektrokimyasal analizleri yapılmıştır. Limon kabuğundan kimyasal aktivasyon ile farklı sıcaklıklarda ve farklı emdirme oranlarında aktif karbonlar üretilmiştir. Yüzey alanı yüksek olan aktif karbondan demir modifikasyonu ile manyetik aktif karbon üretilmiştir. Aktif karbon ve manyetik aktif karbonların karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Elektrot üretimi için 8:1:1 (%80 aktif karbon, %10 bağlayıcı, %10 iletken ajan) oranında ve 8:0,5:1,5 (%80 aktif karbon, %5 bağlayıcı, %15 iletken ajan) oranında elektrot çözeltileri hazırlanmıştır. Hazırlanan elektrotların elektrokimyasal analizleri elektrokimyasal empedans spektroskopisi, döngüsel voltametri ve galvanostatik şarj-deşarj analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Döngüsel voltametri ve galvanostatik şarj-deşarj analizleri sonucu spesifik kapasitans değerleri hesaplanmıştır. Farklı kimyasal ajan aktivasyonu ile üretilen aktif karbon ve manyetik aktif karbon, farklı bağlayıcı, farklı iletken ajan ve farklı elektrot çözelti oranları spesifik kapasitans için karşılaştırılma yapılmıştır. Sonuçlar değerlendirildiğinde manyetik H3PO4 ile üretilmiş aktif karbon ve bağlayıcı olarak PVDF, iletken ajan olarak karbon siyahı kullanılan elektrodun GCD analizi sonucunda 8:1:1 oranında kapasitans değeri 183 F g-1, 8:0,5:1,5 oranında ise 195,80 F g-1 olarak hesaplanmıştır. ZnCl2 ile üretilmiş aktif karbon ve bağlayıcı olarak PTFE, iletken ajan olarak karbon siyahı kullanılan elektrodun galvanostatik şarj-deşarj analizi sonucunda 8:1:1 oranında kapasitans değeri 179,67 F g-1, 8:0,5:1,5 oranında iletken ajan olarak asetilen siyahı kullanıldığında ise 194,62 F g-1 olarak hesaplanmıştır. H-MAC/PVDF-KS elektrotu %83 kapasite ile 10000 şarj – deşarj döngüsünü tamamlamıştır.
Özet (Çeviri)
Recently, due to need for energy storage, research has intensified in production of electrode material for supercapacitors. Choosing electrode material from biomass is significant advantage. In this thesis study, activated carbon was produced from lemon peel as carbon electrode materials for capacitors, one of energy storage systems, and electrochemical analysis was carried out. Activated carbons were produced from lemon peel by chemical activation different temperatures and different impregnation rates. Characterization studies of activated carbon and magnetic activated carbons were carried out. For electrode production, electrode solutions were prepared in ratios of 8:1:1 (80% activated carbon,10% binder,10% conductive agent) and 8:0,5:1,5 (80% activated carbon,5% binder,15% conductive agent). Electrochemical analysis of prepared electrodes was carried out by electrochemical impedance spectroscopy,cyclic voltammetry,galvanostatic charge-discharge analysis. Specific capacitance values were calculated by means of cyclic voltammetry and galvanostatic charge-discharge analysis. Activated carbon and magnetic activated carbon produced by different chemical agent activation, different binder, different conductive agent and different electrode solution ratios were compared for specific capacitance. Capacitance value was calculated 183 F g-1 ratio of 8:1:1 and 195,80 F g-1 ratio of 8:0,5:1,5 when results GCD analysis electrode using activated carbon produced with magnetic H3PO4,PVDF binder and carbon black conductive agent were evaluated. As result galvanostatic charge-discharge analysis electrode using activated carbon produced with ZnCl2, PTFE binder,carbon black conductive agent,capacitance value was calculated 179,67 F g-1 at ratio of 8:1:1, 194,62 F g-1 when acetylene black was used conductive agent ratio of 8:0,5:1,5. H-MAC/PVDF-KS electrode has completed 10000 charge-discharge cycles with 83% capacity.
Benzer Tezler
- 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
2016
EnerjiBursa Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ECE ÜNÜR YILMAZ
- Biyokütleden termal enerji depolama malzemesi ve hidrojence zengin gaz üretimi
Production of thermal energy storage and hydrogen-rich gas from biomass
FİKRET MÜGE ALPTEKİN
- Biyokütleden elde edilmiş karbon tabanlı elektrotların sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of carbon-based electrodes derived from biomass
SÜMEYYE ÇİÇEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET OĞUZ GÜLER
- Kayısı çekirdeği kabuğu temelli selüloz sentezi, sürdürülebilir enerji depolamada kullanılmak üzere sert karbon üretimi ve elektrokimyasal özelliklerinin araştırılması
Synthesis of apricot kernel shell–based cellulose, hard carbon production for sustainable energy storage applications and investigation of electrochemical properties
ZEYNEP MELEK OKTAY
Doktora
Türkçe
2025
Kimyaİskenderun Teknik ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TOLGA DEPCİ
PROF. DR. ÖNDER METİN
- 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
2024
Mekatronik MühendisliğiYozgat Bozok ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ESRA YILDIZ