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
- Tez No: 831561
- Danışmanlar: PROF. DR. EMREN NALBANT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Enerji depolama, Metal nanopartiküller, Energy storage, Metal nanoparticles
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
- 1,3-difenil-4,5-bis(hidroksiimino)-imidazolidin ve Ni(II), Cu(II), Pd(II), UO2(VI) komplekslerinin sentezi
Başlık çevirisi yok
VEFA AHSEN
Doktora
Türkçe
1984
Kimya MühendisliğiUludağ ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZER BEKAROĞLU
- Buca yerleşme merkezinde ekoloji yönünden önemli biyotoplar üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
KEMAL TULUHAN YILMAZ
- Çok bileşenli distilasyon sistemlerinin optimal dizilişinin sentezi
Synthesis of optimum sequencing of multicomponent distillatron systems
İRFAN AR
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
KimyaGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET BİÇER
- Isı değiştirgeç ağlarının optimum sentezi
Başlık çevirisi yok
SERAP CESUR
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BENO KURYEL
- Sivas'ta kadınların işgücüne katılım farklılıkları
Başlık çevirisi yok
BİNNUR ERCEM
Yüksek Lisans
Türkçe
1984
SosyolojiCumhuriyet ÜniversitesiKurumlar Sosyolojisi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FARUK KOCACIK