Geri Dön

Synthesis, characterization, and application of manganese-doped iron sulfide nanoplatelets on carbon cloth: A negative flexible and wearable electrode material for future electronics and energy storage

Synthesis, characterization, and application of manganese-doped iron sulfide nanoplatelets on carbon cloth: A negative flexible and wearable electrode material for future electronics and energy storage

  1. Tez No: 831561
  2. Yazar: ALMİLA NUR GÖZÜTOK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. EMREN NALBANT
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 71

Özet

Temiz enerjiyi yakalama ve depolamada çevre dostu çözümlere olan acil ihtiyaca yanıt olarak, etkili alternatiflerin arayışı önem kazanmıştır. Toplumumuzun giderek daha hareketli hale gelmesi ve esnek, kompakt ve son derece verimli gelecek elektroniklere olan talebin artmasıyla, bu gereksinimleri karşılayabilecek yeni malzemeleri keşfetmek hayati hale gelmiştir. Bu tez, ilgi çekici fakat literatürde yeterince kullanılmamış bir malzeme olan manganez-demir-kükürt bazlı elektrotların potansiyelini, doğrudan karbon kumaşlar üzerinde büyüterek enerji depolama uygulamaları için esnek elektrot malzemeleri oluşturma fikrine dayanmaktadır. Bu elektrotların imalatı için hidrotermal yöntem stratejik olarak seçilmiştir, çünkü aktif malzeme ile tekstilin tüm 3D ağı arasındaki etkileşimi maksimize ederken sentetik yöntemlerle ve yalıtkan bağlayıcıların kullanımı ile ilişkili zorlukları aşmaktadır. Kapsamlı elektrokimyasal performans değerlendirmeleri aracılığıyla, bu çalışma nanomalzemenin gelecekteki elektronikler için umut vaat eden adaylar olarak uygunluğunu belirlemeyi amaçlamaktadır ve şimdiye kadar elde edilen sonuçlar son derece cesaret vericidir. Bu tez, nanoparçacıkların karbon kumaş üzerinde doğrudan büyümesi, farklı analitik yöntemlerle morfolojik ve yapısal karakterizasyonları, esnek bir cihaz oluşturmak için negatif ve pozitif elektrotların hazırlanması ve hazırlanan elektrotların gerçek dünya senaryoları için elektrokimyasal karakterizasyonu ve uygulama potansiyelinin araştırılması gibi çeşitli çalışmaları içermektedir. Hazırlanan elektrotlar, yüksek özgül kapasitansıyla (206 F g-1) ve olağanüstü döngüsel stabilitesiyle (11000 döngüye kadar) dikkat çekici performans sergilemiştir. Ayrıca, üretilen elektrotlar, üç aya kadar verimli çalışmayı sağlayacak şekilde özel bir kapsülleme tekniği kullanılarak kaplanmıştır. Bu elektrotlar daha sonra bir araya getirilerek esnek ve giyilebilir elektronik cihazlar için tasarlanmış, kendi enerjisini üreten bir süperkapasitör oluşturulmuş ve hoodie içine gömülü yeşil LED dizilerini aydınlatmak için başarıyla kullanılmıştır. Bu önemli çalışma, esnek ve giyilebilir elektronik cihazlar için pratik uygulamalarda büyük umut vadetmektedir.

Özet (Çeviri)

Addressing the urgent need for eco-friendly solutions in capturing and storing clean energy has prompted a search for efficient alternatives. As society becomes more mobile and demands flexible, compact, and highly efficient future electronics, exploring new materials that meet these criteria is crucial. This thesis is motivated by the idea of harnessing the potential of manganese-iron-sulfur-based electrodes, an intriguing yet underused material, by directly growing them on carbon cloths to create flexible electrode materials for energy storage applications. The hydrothermal method was strategically selected for manufacturing these electrodes, as it enhances the interaction between the active material and the entire 3D network of the textile while overcoming challenges associated with synthetic methods and insulating binders. Through thorough evaluations of electrochemical performance, this study aims to determine the viability of fabricated electrodes as promising candidates for future electronics, and the results have been highly encouraging. The thesis includes various studies, such as the successful direct growth of nanoparticles on carbon cloth, morphological and structural characterizations of as-synthesized material using multiple analytical methods, preparation of negative and positive electrodes to construct a flexible device, and detailed electrochemical characterization and investigation of the application potential of the as-prepared electrodes for real-world scenarios. The prepared electrodes demonstrated remarkable performance, exhibiting a high specific capacitance of 206 F g-1 and exceptional cyclic stability up to 11000 cycles. Moreover, by employing a specialized encapsulation technique, the as-fabricated electrodes exhibited efficient operation over an extended period of three months. These electrodes were then integrated to create a self-powered flexible supercapacitor, successfully illuminating embedded green LED arrays within a hoodie.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    456905

    Mangan ve bor tabanlı üçlü alaşımların sentezi ve hipertermi uygulamalarının araştırılması

    Synthesis of ternary manganese-boron based alloys and investigation of their hyperthermia applications

    İBRAHİM YAVUZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ABDULLAH CEYLAN

  2. Tez No

    455355

    Püskürtmeli kurutma ve termal bozunma prosesleri ile ZnO esaslı partiküllerin ve kompozit yapıların sentezlenmesi ve karakterizasyonu

    Characterization and synthesis of ZnO based particles and composite structures via spray drying and thermal decomposition processes

    ŞEYMA DUMAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BURAK ÖZKAL

  3. Tez No

    878322

    Sodyum iyon pillerde katot olarak kullanılabilecek prusya mavisi analoglarının sentezlenmesi, karbon kompozitlerinin üretilmesi ve performanslarının elektrokimyasal ve In Silico olarak araştırılması

    Synthesis of prussian blue analogues, production of carbon composites and electrochemical and In Silico investigation of their performance in sodium ion batteries

    BERKAY SUNGUR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    EnerjiAkdeniz Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EDİP BAYRAM

  4. Tez No

    744743

    Kanser uygulamalarında potansiyeli olan demir katkılı mangan oksit nanoparçacıkların sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of iron doped manganese oxide nanoparticles with potential in cancer applications

    ESRA KÖKLÜ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    BiyomühendislikYıldız Teknik Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYHAN BİNGÖLBALİ

    DOÇ. DR. NURCAN DOĞAN BİNGÖLBALİ

  5. Tez No

    762771

    Süperkapasitör uygulamaları için metal içeren zeolitik imidazol kafeslerin (ZIF-8) sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of metal doped metal organic framework (ZIF-8) for supercapacitor applications

    FULYA KÜMBETLİOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    EnerjiSivas Cumhuriyet Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYTEN ATEŞ

Geri Dön