Development and characterization of transition metal phosphide materials for e lectrochemical capacitors and OER catalysis
Elektrokimyasal kapasitörler ve OER katalizi için geçiş metali fosfitlerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
- Tez No: 873168
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET KADRİ AYDINOL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
Optimum enerji kullanımı arayışı, azalan enerji kaynakları nedeniyle yeni depolama mekanizmalarının araştırılmasını ve mevcut olanların geliştirilmesini gerektirmektedir. Sonuç olarak, yakıt hücreleri, metal-hava bataryaları ve elektrokimyasal kapasitörler (EC) gibi elektrokimyasal enerji depolama araçlarını geliştirmek için hem akademik hem de endüstriyel çabalar yoğunlaşmıştır. Elektrokimyasal kapasitörler genellikle düşük enerjili, yüksek güçlü cihazlar olarak tanınırken, yakıt hücreleri ve metal-hava pilleri olağanüstü enerji yoğunluklarına sahiptir. Aktif malzeme geliştirme tüm bu sistemlerde çok önemli bir rol oynamaktadır. Geçiş metali fosfitleri (TMP'ler), yukarıda bahsedilen elektrokimyasal enerji depolama sistemleri için umut verici bir malzeme sınıfı olarak ortaya çıkmıştır. Elektrokimyasal kapasitörler öncelikle şarj sırasında elektrot yüzeylerinde iyonların elektrostatik birikmesine dayanır. Araştırmacılar, yüksek elektrik iletkenlikleri ile bilinen fosfitler de dahil olmak üzere alternatif malzemeleri keşfederek enerji yoğunluklarını artırmaya çalışmışlardır. Bu çalışma, hem spesifik kapasitansı hem de güç yoğunluğunu artırmayı amaçlayan kompozit yapılar oluşturmak için aktif karbon (AC) yüzeylerinin TMP parçacıklarıyla dekore edilmesine odaklanıyor. Bimetalik TMP kompozitlerin etkilerinin araştırılması, bunların EC uygulamalarındaki potansiyellerinin anlaşılmasını daha da genişletecektir. Oksijen Yükseltgenme Reaksiyonu (OER), katottaki oksijen üretimini yöneterek performanslarını doğrudan etkileyen yakıt hücreleri ve metal-hava pillerinde çok önemlidir. Verimli OER katalizörleri, enerji dönüşüm verimliliğini ve sistem dayanıklılığını artırmak için çok önemlidir. Geçiş metali fosfitleri, OER bazlı sistemlerde umut verici katalitik aktivite, stabilite ve iletkenlik sergileyerek, özellikle AC/TMP kompozitleri ile birlikte yenilenebilir enerji teknolojilerinde yaygın uygulama potansiyellerini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
The pursuit of optimal energy utilization necessitates the exploration of new storage mechanisms and the enhancement of existing ones, driven by dwindling energy resources. Consequently, both academic and industrial efforts have intensified to refine electrochemical energy storage tools such as fuel cells, metal-air batteries, and electrochemical capacitors (EC). While electrochemical capacitors are typically recognized as low-energy high-power devices, fuel cells and metal-air batteries boast exceptional energy densities. Active material development plays a pivotal role in all these systems. Transition metal phosphides (TMPs) have emerged as a promising class of materials for above-mentioned electrochemical energy storage systems. Electrochemical capacitors primarily rely on the electrostatic accumulation of ions at electrode surfaces during charging. Scientists have struggled to increase their energy density by exploring alternative materials, including phosphides known for their high electrical conductivity. This study focuses on decorating activated carbon (AC) surfaces with TMP particles to create composite structures, aiming to boost both specific capacitance and power density. Investigating the effects of bimetallic TMP composites further expands the understanding of their potential in EC applications. The Oxygen Evolution Reaction (OER) is crucial in fuel cells and metal-air batteries, directly influencing their performance by controlling over oxygen generation at the cathode. Efficient OER catalysts are pivotal for energy conversion efficiency and durability enhancement. Transition metal phosphides demonstrate promising catalytic activity, stability, and conductivity in OER-based systems, highlighting their potential for widespread implementation in renewable energy technologies, particularly in conjunction with AC/TMP composites In this study, this promising class of materials synthesized and utilized as OER catalysts.
Benzer Tezler
- 1,2-polibütadiene fosfit grupları ve türevlerinin UV ışık ile modifikasyonu
Phosphite and their derivative modification of 1,2- polybutadiene with UV light
MERVE CINDIK
- 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
2016
Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURAK ÖZKAL
- Organik çöplerden elde edilen besiyerinde üreyen Apergillus niger' den proteaz enzimi üretimi ve karakterizasyonu
Protease enzyme production and characterization from Aspergillus niger, reproduced in media from organic waste
BETÜL TEKYILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiSakarya ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARZU ÇAĞRI MEHMETOĞULU
- Tellürit sistemlerin camlaşma davranışlarının,cam özelliklerinin ve termokromik davranışlarının incelenmesi
Investigation of glass formation behavior, glass properties and thermochromic behavior of tellurite systems
MİRAY ÇELİKBİLEK
Doktora
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYLA AYDIN