Geri Dön

İki boyutlu fonksiyonel kompozit malzemelerin üretimi ve enerji uygulamaları

Production and energy application of two dimensional functional composite materials

  1. Tez No: 891895
  2. Yazar: YUNUS PENLİK
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SEMİH GÖRDÜK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Anorganik Kimya Bilim Dalı
  13. 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

  1. 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

    İngilizce

    2020

    Polimer Bilim ve TeknolojisiMarmara Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ARİF NİHAT GÜLLÜOĞLU

    DR. MEHMET MASUM TÜNÇAY

  2. Composite carbon nanofiber anodes for na ion batteries

    Sodyum iyon piller için kompozit karbon nanofiber anotlar

    ELHAM ABDOLRAZZAGHIAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. MELTEM YANILMAZ

  3. 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

    İngilizce

    2018

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM OZKOL

  4. Nikelalüminat (NiO/Al2O3) nanopartiküllerinin üretimi

    Production of NiO/Al2O3 nanocomposite particles

    TUNÇAĞ CİHANGİR ŞEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN

  5. Environmentally friendly components for energy storage devices

    Enerji depolama cihazlarında çevre dostu bileşenlerin kullanımı

    ELENA STOJANOVSKA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ KILIÇ