Free volume characterization of peo-grafted-pmma copolymer electrolytes by means of positron techniques
Pozitron teknikleri aracılığıyla peo-aşılı-pmma kopolimer elektrolitlerin serbest hacım karakterizasyonu
- Tez No: 880010
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYŞE YUMAK YAHŞİ, DR. RECEP BAKAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Fosil yakıtlardan yenilenebilir enerji kaynaklarına geçiş ihtiyacının artması, enerji depolama ve dönüşümü için kritik olan ileri cihazların geliştirilmesini teşvik etmektedir. Elektrokimyasal depolama sistemleri, özellikle yeniden şarj edilebilir piller, enerji depolama ve dönüşüm alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, bu sistemler, yüksek derecede uçucu, yanıcı ve toksik sıvı elektrolitlerin kullanımıyla doğrudan ilişkili önemli güvenlik riskleri taşımaktadır. Lityum iyon pilleri üzerine yapılan geniş çaplı araştırmalar, anot ve katot malzemeleri ile elektrolitlerin geliştirilmesine odaklanmıştır. Elektrolitler, elektrotlar arasında lityum iyonlarını taşıma işlevi gördüğü için, pillerin elektrokimyasal performansını doğrudan etkiler; bunlar arasında güç yoğunluğu, stabilite ve güvenlik yer alır. Katı polimer elektrolitler (SPE'ler), geleneksel sıvı elektrolitleri geçme potansiyeli nedeniyle araştırma alanında öne çıkmıştır. Bu değişiklik, sadece daha kompakt olan değil, aynı zamanda daha yüksek enerji yoğunluklarına ve gelişmiş güvenlik profillerine sahip pillerin yapılmasını kolaylaştırabilir. PEO tabanlı katı polimer elektrolitler (SPE'ler) üzerine yapılan çalışmalar, zincir mimarilerinin doğrusal olmayan dallanmalar ile kristalliği etkili bir şekilde engellediğini ve hızlı segmental dinamikleri koruyarak iyonik iletkenliği artırdığını göstermiştir. Bu araştırma çerçevesinde, doğrusal PEO zincirleri (1.5 kDa ve 20 kDa) ile PMMA (120 kDa) entegrasyonunu içeren iki aşamalı bir serbest radikal kopolimerizasyon tekniği kullanılarak bir dizi PEO-aşılı-PMMA kopolimeri sentezlendi. Bu kopolimerlerin yapısal ve iyonik iletkenlik özellikleri, özellikle serbest hacmin etkisinin yoğun bir şekilde değerlendirildiği pozitron yokolma ömrü spektroskopisi kullanılmasıyla nicel sonuçlara ulaşılan çalışmalar yapılmıştır. Bu analiz, sentezlenen malzemelerin mikroyapısı ile iyonik taşıma kapasiteleri arasındaki ilişkinin açıklanmasında kritik öneme sahiptir. Serbest hacim-iyonik iletkenlik ilişkisi, serbest hacim teorisine dayanan, Yahşi-Ulutaş-Tav (YUT) teorisi kullanılarak incelenmiştir
Özet (Çeviri)
The growing necessity to shift energy sources from fossil fuel to renewable fuels drives the development of advanced devices critical for energy storage and conversion. Electrochemical storage systems, particularly rechargeable batteries, are extensively utilized within the domains of energy storage and conversion. Nevertheless, these systems pose significant safety risks, primarily associated with the utilization of highly volatile, flammable, and toxic liquid electrolytes. Extensive research into lithium-ion batteries has focused on improving anode and cathode materials and electrolytes. Electrolytes, which are critical for transporting lithium ions between electrodes, directly influence the electrochemical performance of batteries, including the power density, stability, and safety. Solid polymer electrolytes (SPEs) have emerged as a focal area of research due to their potential to replace traditional liquid electrolytes. This shift could facilitate the creation of batteries that are not only more compact but also exhibit higher energy densities and enhanced safety profiles. Studies on PEO-based solid polymer electrolytes (SPEs) have indicated that chain architectures with nonlinear branches effectively inhibit crystallinity while maintaining rapid segmental dynamics, which enhances ionic conductivity. Within this research framework, a series of PEO-grafted PMMA copolymers were synthesized employing a two-step free radical copolymerization technique involving the integration of linear PEO chains (1.5 kDa and 20 kDa) with PMMA (120 kDa). The structural and ionic conductivity properties of these copolymers were extensively evaluated, particularly focusing on the influence of free volume, which was quantitatively assessed using positron annihilation lifetime spectroscopy. This analysis is crucial for elucidating the underlying relationship between the microstructure and ionic transport capabilities of the synthesized materials. We examined the free volume-ionic conductivity relation using the Yahsi-Ulutas-Tav (YUT) theory, a framework rooted in free volume theory.
Benzer Tezler
- İnce film süperkapasitörün üretimi ve dielektrik karakterizasyonu
Production and dielectric characterization of thin film supercapacitor
DENİZ BOZOĞLU PARTO
Doktora
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DENİZ ULUTAŞ
PROF. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ
- Mikroakışkan sistemde sol-jel yöntemi kullanılarak immobilize edilmiş enzim ile model bir saponinin aglikonuna biyokatalizi
Conversion of a model saponin to agylcone with sol-gel immobilised enzyme in microfluidic system
DİLAN KARABULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
- Preparation and characterization of hydrophobic and hydrophilic polymeric fodms from ultra high molecular weight polythylene
Çok yüksek molekül ağırlıklı polietilenden suyu seven ve sevmeyen köpük hazırlanması ve karakterizasyonu
BAHATTİN AYDINLI
- Domates kabuğu ekstraktı kullanılarak PLA temelli biyokompozit gıda ambalaj filmi üretilmesi ve karakterizasyonu
Production and characterization of PLA-based biocomposite food packaging film using tomato peel extract
ERİNÇ KOÇAK
Doktora
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM ESMER
- Preparation and characterization of some side chain liquid crystalline polymer graft copolymers of high density polyethylene and isotactic polypropylene
Yüksek yoğunluklu polietilenin ve izotaktik polipropilenin bazı yan zincir sıvı kristal polimer aşı kopolimerlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
BEHİYE ÖZTÜRK ŞEN
Doktora
İngilizce
2018
KimyaBolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDAT ÇETİN