Geri Dön

Karbon nanofiber esaslı hibrit elektrotların geliştirilmesi ve süperkapasitör uygulamaları

Development of carbon nanofiber based hybrid electrodes and supercapacitors applications

  1. Tez No: 877487
  2. Yazar: HAMİDE AYDIN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SELCAN KARAKUŞ, DR. ÖĞR. ÜYESİ ÜMRAN KURTAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Enerji, Kimya, Energy, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Fiziksel Kimya Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 150

Özet

Enerji depolama, sürdürülebilir enerji kaynaklarının kullanımını artırmak, enerji talebini dengelemek ve enerji sektöründe dönüşümü desteklemek için hayati bir öneme sahiptir. Faradaik veya Faradaik olmayan süreçler yoluyla enerji depolayan, elektrokimyasal kapasitörler olarak da bilinen süperkapasitörler, çeşitli uygulamalarda geleneksel enerji depolama sistemlerini tamamladıkları ve hatta bunların yerini alabildikleri için son zamanlarda popülerlik kazanmıştır. Süperkapasitörlerin performansı, her iki enerji depolama sürecini aynı anda kullanan yeni nanoparçacık içeren hibrit elektrotlar geliştirilerek önemli ölçüde artırılabilir. Tez kapsamında, süperkapasitörler için farklı hibrit karbon nanofiber (CNF) elektrot malzemeleri sentezlenmiştir. Bu malzemeler XRD, Raman, XPS, SEM, EDX, TEM ve BET teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir. ZrO2, La2O2S, Nb2O5, Eu2O3 ve Gd2O3 nanoparçacıkları içeren heteroatom katkılanmış CNF esaslı hibrit elektrotlar ile hazırlanan simetrik süperkapasitör hücrelerinin elektrokimyasal performansları incelenmiştir. Sonuç olarak, optimize edilmiş CNF/ZrO2, CNF/La2O2S, CNF/Nb2O5, CNF/Eu2O3 ve CNF/Gd2O3 hibrit elektrot malzemeleri yüksek spesifik kapasite (Csp), yüksek spesifik enerji ve yüksek çevrim ömrü sağlamıştır. Özellikle CNF/Nb2O5-1 elektrot malzemesi 0-1,2 V potansiyel aralığında yüksek bir spesifik kapasite (200 F/g) ve yüksek spesifik enerji (300 W/kg spesifik güçte 10 Wh/kg) sağlamıştır. 10000 döngüden sonra bile kapasitansının %90'ını korumuştur. Elde edilen sonuçlara göre, bu hibrit elektrot malzemeleri, enerji depolama uygulamaları için süperkapasitörlerde yüksek bir kullanım potansiyeli sergilemiştir.

Özet (Çeviri)

Energy storage is of vital importance to increase the use of sustainable energy sources, balance energy demand and support transformation in the energy sector. Supercapacitors, also known as electrochemical capacitors, which store energy through Faradaic or non-Faradaic processes, have gained popularity recently as they complement or even replace traditional energy storage systems in a variety of applications. The performance of supercapacitors can be significantly increased by developing new nanoparticle-containing hybrid electrodes that use both energy storage processes simultaneously. Within the scope of this thesis, different hybrid carbon nanofiber (CNF) electrode materials were synthesized for supercapacitors. These materials were characterized by using XRD, Raman, XPS, SEM, EDX, TEM and BET techniques. The electrochemical performances of symmetric supercapacitor cells constructed from heteroatom-doped CNF-based hybrid electrodes containing ZrO2, La2O2S, Nb2O5, Eu2O3 and Gd2O3 nanoparticles were examined. As a result, the optimized CNF/ZrO2, CNF/La2O2S, CNF/Nb2O5, CNF/Eu2O3 and CNF/Gd2O3 hybrid electrode materials provided high specific capacitance (Csp), high specific energy and high cycle life. In particular, the CNF/Nb2O5-1 electrode material provided a high specific capacitance (200 F/g) and high specific energy (10 Wh/kg at a specific power of 300 W/kg) in the 0-1.2 V potential range. It retained 90% of its capacitance even after 10000 cycles. According to these results, these hybrid electrode materials exhibited a high potential for use in supercapacitors for energy storage applications.

Benzer Tezler

  1. Çok bileşenli hibrit nanomimarili silisyum/grafen/karbon nanofiber negatif elektrotların geliştirilmesi

    Development of multi-component hybrid nanoarchitectured silicon/graphene/carbon nanofiber negative electrodes

    MAHMUD TOKUR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    EnerjiSakarya Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HATEM AKBULUT

  2. Elektrospun PAN nanofiber ve grafen oksit ile takviye edilmiş polimer kompozit tabakaların mekanik performansının belirlenmesi

    Determination of mechanical performance of electrospun PAN nanofiber and graphen oxide reinforced polymer composite plates

    MUSTAFA SEVBAN AKKAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Mühendislik BilimleriÇanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi

    Biyomühendislik ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ VOLKAN ESKİZEYBEK

  3. Grafen tabanlı nanodolgular ile güçlendirilmiş yeni nesil termoplastik kompozitlerin geliştirilmesi

    Development of new generation thermoplastic composites reinforced by graphene based nanofillers

    ELÇİN ÇAKAL SARAÇ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL AYDIN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ BURCU SANER OKAN

  4. Electromechanical sensing properties of flexible electronics from functional polymer nanocomposites

    Fonksiyonel polimer kompozitlerden üretilen esnek elektroniklerin elektromekanik algılama özellikleri

    MUKADDES ŞEVVAL ÇETİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova Üniversitesi

    Polimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HATİCE AYLİN KARAHAN TOPRAKÇI

  5. Farklı tip ve oranda kullanılan liflerin betonda rötreye etkisinin incelenmesi

    Investigation of the effect of different fibre types on the shrinkage of concrete

    KORAY MEHMET ARSLAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ERKAN KARAGÜLER