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: Belirtilmemiş.
- 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: 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
- Metil-sübstitüe metoksi konduritollerin sentezi
Synthesis of methyl-substituted methoxy conduritols
DİLEK KAPLAN
- Çinko katkılı antibakteriyel özellikte hidroksiapatit üretimi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of zinc-doped antibacterial hydroxyapatite
SÜLEYMAN ÇINAR ÇAĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine MühendisliğiMersin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖNDER ALBAYRAK
- Klon ve normal sığır embriyo plasentalarında insülin benzeri büyüme faktör-ı (IGF-I), vasküler endotelyal büyüme faktör (VEGF) ve nöronal hücre adhezyon molekül (NCAM) ekspresyonun immunositokimyasal ve moleküler tekniklerle incelenmesi
Evaluation of expression of insulin-like growth factor-i (IGF-I), vascular endothelial growth factor (VEGF) and neuronal cell adhesion molecule (NCAM) by immunocytochemical and molecular techniques in cloned and normal bovine placentas
FATİH KARAKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
BiyoteknolojiKocaeli ÜniversitesiHistoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKKI DALÇIK
PROF. DR. SEZEN ARAT
- Hint yağından azelaik asid sentezi ve bu asid'in dioktil- ve dinonil- esterlerinin lipaz ile invitro otrtamda etkileşimi
Synthesis of azelaic acid from castor oil and in vitro interaction of dioctyl and dinonyl esthers of this acid with lipase
GÜLEN TÜRKER
- From diplomatic gift - exchange to the Turkish market: Clocks
Diplomatik hediyeleşmeden Osmanlı pazarına saatler
GÖZDE ÖNDER
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Sanat TarihiKoç ÜniversitesiArkeoloji ve Sanat Tarihi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNSEL RENDA