İki boyutlu fonksiyonel kompozit malzemelerin üretimi ve enerji uygulamaları
Production and energy application of two dimensional functional composite materials
- Tez No: 891895
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SEMİH GÖRDÜK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Anorganik Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 124
Özet
Süperkapasitörler enerji depolama sistemleri içerisinde pilden sonra en bilineni olmakla birlikte, sahip oldukları hızlı şarj/deşarj süresi, yüksek güç yoğunlukları ve uzun çevrim ömürleri önemli avantajlarıdır. Süperkapasitör uygulamalar için en önemli bileşenlerden biri kullanılan elektrot bileşenidir. İki boyutlu malzemeler arasında grafen yapısına benzeyen ve literatürde yeni yeni yer almaya başlayan Borofen yapısının süperkapasitör uygulamalarında yapılan birkaç çalışması bulunmakla birlikte süperkapasitör elektrot malzemesi olarak üstün performans sergilediği bulunmuştur. Borofen sahip olduğu süper iletkenlik, yüksek yüzey alanı ve anizotropik yapısı sayesinde süperkapasitör uygulamalarında elektrot malzemesi olarak aday bileşikler arasında yer almaktadır. Metal iyonları ve organik bağlayıcılarının arasındaki koordinasyon bağları sayesinde oluşan kristal yapıdaki MOF yapıları geniş yüzey alanları, kontrol edilebilir boyutlara ve düzenli, gözenekli ağ yapısına sahiptirler. MOF yapıları bu gibi özellikleri ile elektrokimyasal olarak aktif bölgeler sağlayarak yükün depolanmasına katkıda bulunur. Buna ek olarak, MOF yapıları sahip xix oldukları geniş gözenek boyutları sayesinde elektron difüzyon yolunu kısaltarak dahil olduğu yapının elektrokimyasal davranışını geliştirirler. MOF bileşiklerinin en büyük dezavantajı zayıf bir iletkenliğe sahip olmasıdır. Literatürde yapılan çalışmalarda bu olumsuz özelliğin giderilmesi adına MOF yapılarına genellikle metal oksitler gibi bazı maddeler katkılanması ile süperkapasitör uygulamalarında kullanılabilecek iyi performans sergileyen elektrot malzemeleri elde edilmiştir. Bu tez çalışması kapsamında; ilk olarak Borofen ve HKUST-1 yapıları sentezlenmiştir. Daha sonra bu malzemeler kullanılarak literatürde yer almayan Borofen@HKUST-1 kompozit yapısı elde edilmiştir. Elde edilen bu malzemelerin yapıları çeşitli metotlar ile aydınlatılmıştır. Sentezlenen Borofen@HKUST-1 kompozit yapısının süperkapasitör elektrot malzeme için kullanılabilirliğinin belirlenmesi adına EIS, CV ve GCD yöntemleri ile elektrokimyasal olarak karakterize edilmiştir. Borofen@HKUST-1 kompoziti ile hazırlanan esnek elektrotun spesifik kapasitans‟ı 333.0 mF.cm-2 olarak bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Supercapacitors are the most well-known energy storage systems after batteries and have fast charge/discharge times, high power densities and long cycle life. One of the most important components for supercapacitor applications is the electrode component used. Borophene structure, which is similar to graphene structure among twodimensional materials and has recently started to take place in the literature, has been found to exhibit superior performance as a supercapacitor electrode material. Borophene is among the candidate compounds as electrode material in supercapacitor applications thanks to its superconductivity, high surface area and anisotropic structure. The crystalline MOF structures formed by coordination bonds between metal ions and organic linkers have large surface areas, controllable dimensions and regular, porous network structure. MOF structures contribute to the storage of charge by providing electrochemically active sites with such properties. In addition, MOF structures improve the electrochemical behaviour of the structure involved by shortening the electron diffusion path due to their large pore size. The biggest disadvantage of MOF compounds is that they xxi have poor conductivity. In the studies carried out in the literature, in order to eliminate this negative feature, some substances such as metal oxides are usually doped into MOF structures and electrode materials with good performance that can be used in supercapacitor applications have been obtained. Within the scope of this thesis; firstly, Borophene and HKUST-1 structures were synthesised. Then, Borophene@HKUST-1 composite structure, which is not included in the literature, was obtained by using these compounds. The structures of these compounds were elucidated by various methods. In order to determine the usability of the synthesised Borophene@HKUST-1 composite structure for supercapacitor electrode material, it was electrochemically characterised by EIS, CV and GCD methods. The specific capacitance of the flexible electrode prepared with Borophene@HKUST-1 composite was found to be 333.0 mF.cm-2
Benzer Tezler
- The production of chopped glass fiber reinforced PPS composite via extrusion and injection moulding and characterization studies
Kırpık cam elyaf takviyeli PPS matrisli kompozitin extrüzyon ve enjeksiyon ile üretimi ve karakterizasyon çalışmaları
FEYZA ZENGİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Polimer Bilim ve TeknolojisiMarmara ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARİF NİHAT GÜLLÜOĞLU
DR. MEHMET MASUM TÜNÇAY
- Composite carbon nanofiber anodes for na ion batteries
Sodyum iyon piller için kompozit karbon nanofiber anotlar
ELHAM ABDOLRAZZAGHIAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. MELTEM YANILMAZ
- Thermo-elastic analysis and multi objective optimal design of functionally graded flywheel for energy storage systems
Enerji depolama sistemleri için fonksiyonel derecelendirilmiş volan termoelastik analizi ve çok parametreli optimizasyonu
ALPER UYAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM OZKOL
- Nikelalüminat (NiO/Al2O3) nanopartiküllerinin üretimi
Production of NiO/Al2O3 nanocomposite particles
TUNÇAĞ CİHANGİR ŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Environmentally friendly components for energy storage devices
Enerji depolama cihazlarında çevre dostu bileşenlerin kullanımı
ELENA STOJANOVSKA
Doktora
İngilizce
2019
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ