Geri Dön

Elektroeğirme yöntemi ile katı hal bataryalar için hegzagonal bor nitrür katkılı katı elektrolit üretiminin incelenmesi

Investigation of hegzagonal boron nitride added solid electrolyte production for solid state batteries by electrospinning method

PDF İndir

  1. Tez No: 860804
  2. Yazar: ALİ ALAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HAMDİ ŞÜKÜR KILIÇ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Selçuk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Nanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 48

Özet

Bu çalışmada birçok güvenlık ve performans zaafiyeti olan lityum iyon batarya teknolojisine alternatif katı hal bataryanın elektroeğirme yöntemi ile elektrolit üretimini ve h-BN (Hegzagonal Bor Nitrür) katkısının katı hal batarya elektrolitinin üretimine morfolojik ve elektrokimyasal açıdan etkisini incelemek amaçlanmaktadır. Bu amaç doğrultusunda elektroeğirme cihazında PVDF (Polivinilidenflorür) ve PEO (polietilenoksit) polimer çözeltilerinden yaklaşık %13 ve %7 lik oranlar ile magnetik karıştırıcıda karıştırılarak bir kopolimer hazırlandı. Bu kopolimer ağırlıkça %10 oranında Li3PO4 (Lityum Fosfat) ve % 0.2 oranında TBAC (Tetrabutilamonyumklorür) ile tekrar karıştırılarak elektroeğirmede katı elektrolit üretimi için çözelti elde edilmiştir. Aynı oranlarda toplam 4 adet katı elektrolit için çözelti hazırlanmıştır. Bu katı elektrolit çözeltilere katkısız (%0) , %1, %5, ve %10 oranlarında h-BN ilave edilerek üretim için tekrar karıştırılarak homojen hale getirildi. Çözeltiler elektroeğirme cihazında yüksek voltajlı elektriktrostatik kuvvetler etkisi altında 0,5 mL/h-1 hızında çekme ve döndürme için bir şırıngaya aktarıldı. Spesifik olarak, kullanılan voltajın ayar değeri 30 kV ve iğne ile tanbur arasındaki alma mesafesi 18 cm idi. Elektroeğirme cihazında üretilen bu katı elektrolitler elektro kimyasal testler öncesinde taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yüzey morfolojik yapıları incelendi. Elektrokimyasal testler; ( döngüsel voltametri (CV) ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EİS) ile farklı gerilim ve akım aralıklarında katı elektrolitlerin performansları ölçüldü ve ardından tekrar taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile h-BN ün farklı oranlarda ve katkısız durumlarına göre; katı elektrolitte h-BN ün yüzeysel mukavemet ve şarj- deşarj esnasında katı elektrolitte dentrit oluşumuna önleyici etkisinin olup olmadığı morfolojik ve elektrokimyasal testler ışığında değerlendirildi. Sonuç olarak h-BN ün şarj-deşarj esnasında oluşabilecek korozyona karşı daha dirençli olduğu bunun da bataryaların performansının daha uzun ömürlü ve güvenlik problemlerinin asgari düzeye indirilebileceğini ortaya koymuştur.

Özet (Çeviri)

In this study, it is aimed to examine the electrolyte production of solid-state battery by electrospinning method, which is an alternative to lithium ion battery technology, which has many security and performance weaknesses, and the morphological and electrochemical effects of h-BN (Hexagonal Boron Nitride) additive on the production of solid-state battery electrolyte. For this purpose, a copolymer was prepared by mixing PVDF (Polyvinylidene Fluoride) and PEO (Polyethyleneoxide) polymer solutions in the electrospinning device with approximately 13% and 7% ratios in a magnetic stirrer. This copolymer was mixed again with 10% by weight Li3PO4 (Lithium Phosphate) and 0.2% TBAC (Tetrabutylammonium chloride) to obtain a solution for the production of solid electrolyte in electrospinning. Solutions were prepared for a total of 4 solid electrolytes in the same proportions. Pure (0%), 1%, 5%, and 10% h-BN was added to these solid electrolyte solutions and they were mixed again to make them homogeneous for production. The solutions were transferred to a syringe for drawing and spinning at a speed of 0.5 mL h-1 under the influence of high-voltage electrostatic forces in the electrospinning device. Specifically, the setting value of the voltage used was 30 kV and the pickup distance between the needle and the drum was 18 cm. The surface morphological structures of these solid electrolytes produced in the electrospinning device were examined with a scanning electron microscope (SEM) before electrochemical tests. Electrochemical tests; (The performances of solid electrolytes were measured at different voltage and current ranges by cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and then again by scanning electron microscopy (SEM), h-BN was measured in different ratios and in its pure state; whether h-BN has a preventive effect on superficial strength and dendrite formation in solid electrolyte during charge-discharge was evaluated in the light of morphological and electrochemical tests. As a result, it has been revealed that h-BN is more resistant to corrosion that may occur during charge-discharge, which means that the performance of the batteries can be longer-lasting and safety problems can be minimized.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    485133

    Metal oksit ve metal sülfür katalizörlüğünde hidrojen üretimi

    Metal oxide and metal sulfide catalysts

    GİZEM YANALAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    KimyaSelçuk Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İMREN HATAY PATIR

  2. Tez No

    883014

    Tasarımla kalite (QbD) yaklaşımı ile uzatılmış salımlı asiklovir nanofiberlerinin hazırlanması ve In Vitro - In Vivo değerlendirilmesi

    Preparation of extended release acyclovir nanofibers with quality by design (QbD) and their In Vitro - In Vivo evaluation

    İREM NAMLI OKUYUCU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Eczacılık ve FarmakolojiAnadolu Üniversitesi

    Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MÜZEYYEN DEMİREL

    PROF. DR. NEŞE BUKET AKSU

  3. Tez No

    238713

    A novel precursor for synthesis of zirconium tungstate and preliminary studies for nanofiber production

    Yeni bir öncülle zirkonyum tungstat sentezi ve nanolif üretimi için ön çalışmalar

    BERKER ÖZERCİYES

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Bölümü

    PROF. GÜNGÖR GÜNDÜZ

    YRD. DOÇ. BORA MAVİŞ

  4. Tez No

    879084

    Elektroeğirme yöntemi ile kanser tedavisine yönelik Inula helenium ekstraktı ve amigdalin yüklü nanofiberlerin üretimi

    Production of Inula helenium extract and amygdalin loaded nanofibers for cancer treatment by electrospinning method

    RABİA BETÜL SULUTAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Mühendislik BilimleriMarmara Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SÜMEYYE CESUR

    PROF. DR. OĞUZHAN GÜNDÜZ

  5. Tez No

    786203

    Development of electrospun fiber coated thin film microextraction devices for rapid mass spectrometric determination of polar cancer biomarkers

    Polar kanser biyo-işaretleyicilerinin hızlı kütle spektrometrik tayini için elektroeğrilmiş fiber kaplı ince film mikro ekstraksiyon cihazlarının geliştirilmesi

    MERVE ÖZTÜRK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    KimyaOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EZEL BOYACI

Geri Dön