Manganese based electrodes in alkaline and neutral electrolytes for flexible energy storage devices
Esnek enerji depolama cihazları için alkali ve nötr elektrolitlerde manganez bazlı elektrotlar
- Tez No: 857523
- Danışmanlar: Assoc. Prof. Dr. ABDULCABBAR YAVUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Energy, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Esnek elektrotlar, e-tekstil için araştırılmıştır. Ekranlar esnek olarak üretilmiş ve ticari olarak mevcuttur. Ancak, esnek enerji depolama ve dönüştüme cihazları henüz üretilmemiş ve ticarileştirilmemiştir. Bu çalışmanın motivasyonu, enerji depolama ve dönüştürme cihazları için esnek elektrotlar üretmektir. Araştırma, derin ötektik çözeltiler (DESs) kullanarak grafit substratlara manganezin elektrokaplamasına odaklanmaktadır. Çalışma, yüksek elektrokimyasal stabiliteye, geniş aktif yüzey kaplamasına ve geliştirilmiş alan kapasitansına sahip elektrotlar elde etmek için elektrot koşullarını (büyüme ve döngüleme) optimize etmeyi amaçlamaktadır. Deneysel yaklaşım, MnCl2 içeren Ethaline çözeltilerinden çeşitli potansiyeller (-1.5 V, -2.0 V ve -2.5 V) uygulanarak 500 saniye boyunca elektrotların hazırlanmasını içermektedir. Daha sonra elektrotlar, X-ışını kırınımı (XRD), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) gibi teknikler kullanılarak karakterize edildi. Elektrokimyasal özellikler, 1 M KOH ve 1 M Na2SO4 elektrolitlerindeki döngüsel voltametri ile yakıt hücresi ve süperkapasitör uygulamaları için değerlendirildi. Elde edilen kaplamalar alkali çözeltide hidrojen oluşturmak için uygun değildi. Bulgular, daha düşük kaplama potansiyellerinin (daha negatif voltaj) daha yoğun bir manganez katmanına yol açtığını ve daha yüksek potansiyellerin (daha az negatif potansiyel) daha ince bir film oluşturabileceğini ortaya koymaktadır. Daha ince filmler daha yüksek spesifik kapasiteye ve elektrokimyasal performansa sebep oldu çünkü kaplamadaki iyonlar daha yüksek akışa sahip olabilirler. Çalışma, manganez kaplı grafit elektrotların alkali ve nötr ortamlarda esnek süperkapasitör uygulamaları için potansiyelini göstererek, pahalı malzemelere alternatif vaat eden enerji depolama cihazları alanına katkıda bulunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Flexible electrodes have been researched for e-textile. Screens have been produced as flexible and commercially are available. However, flexible energy storage and conversion devices have not been produced and commercialised. The motivation of this study is to fabricate flexible electrodes for energy storage and conversion devices. The research focuses on the electrodeposition of manganese onto graphite substrates using deep eutectic solvents (DESs). The study aims to optimize electrode conditions (growth and cycling) to achieve electrodes with high electrochemical stability, extensive active surface coverage, and enhanced areal capacitance. The experimental approach involves the preparation of electrode from Ethaline solutions having MnCl2 by applying various potentials (-1.5 V, -2.0 V, and -2.5 V) for 500 seconds. The electrodes are then characterized using techniques such as X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and scanning electron microscopy (SEM). Electrochemical properties are assessed through cyclic voltammetry in 1 M KOH and 1 M Na2SO4 electrolytes for fuel cell and supercapacitor applications. The resulting coatings were not suitable for hydrogen evolution in alkaline electrolyte. The findings reveal that lower deposition potentials (more negative voltage) lead to a denser manganese layer and higher potentials (less negative potential) could cause thinner film. The thinner films resulted in higher specific capacitance and electrochemical performance because ions could have high flux on coating. The study contributes to the field of energy storage devices by demonstrating the potential of manganese-coated graphite electrodes in alkaline and neutral media for flexible supercapacitor applications, offering a promising alternative to expensive materials.
Benzer Tezler
- Synthesis, characterization, and electrochemical properties of mesoporous spinel LiMn2-xMxO4 (M = Mn, Fe, Co, Ni, and Cu) thin films
Mezogözenekli spinel LiMn2-xMxO4 (M = Mn, Fe, Co, Ni, and Cu) ince filmlerin sentezi, karakterizasyonu ve elektrokimyasal özellikleri
IRMAK KARAKAYA DURUKAN
- Metal nitrit komplekslerinin sulu ortamdaki ardışık oluşumunun iyon değiştirme yöntemi ile incelenmesi
An ion exchange investigation on the stepwise formation of complexes of metal-nitrite in aqueous solution
NEVİN ÖZTEKİN
- N-deposited carbon supported FeNi alloys as electrocatalysts for oxygen evolution reaction
Oksijen evrimi reaksiyonu için N-katılımlı karbon destekli FeNi alaşım elektrokatalizörleri
AYLİN KINIK
- AB-initio modelling of oxygen reduction reaction on doped graphene surface in acidic media
Katkılanmış grafen yüzey üzerindeki oksijen indirgenmereaksiyonunun asidik ortamda AB-initio modellenmesi
HASAN OZAN AVCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADEM TEKİN
- Atık pillerin değerlendirilmesi
Recyling used batteries
HANİFE BANABAK
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. NURSEN İPEKOĞLU