Grafen temelli esnek kağıtların üretimi ve süperkapateri uygulamaları
Production and supercapattery applications of graphene-based flexible papers
- Tez No: 912811
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT ALANYALIOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Amaç: Tez çalışması kapsamında, hazırlanan esnek ve dayanıklı indirgenmiş grafen oksit (rGO) kağıtların poliindol (PIN) ve çinko oksit nanopartikül (ZnO-NPs) içeren filmleriyle kaplanması ve böylece hibrit bir enerji depolama sistemi olan süperkapateri tasarımının yapılması amaçlanmıştır. Yöntem: Hummers yöntemi ile grafen oksit (GO) sentezlenmiş ve kalıplama yöntemiyle esnek yapıda müstakil GO kağıt hazırlanmıştır. Hazırlanan GO kağıt HI ile kimyasal olarak indirgenmiş ve rGO kağıt elde edilmiştir. rGO kağıt üzerinde elektropolimerizasyon ile PIN ince film kaplanarak rGO/PIN, ayrıca elektrodepozisyon ile rGO/ZnO, rGO/PIN/ZnO kağıtları üretilmiştir. Üretilen rGO esaslı esnek kağıt materyallerin karakterizasyonları ileri teknikler kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen kağıtların enerji depolama kapasitelerini belirlemek için spesifik kapasitans (Cs) değerleri hesaplanmıştır. Bulgular: Hazırlanan esnek elektrotlar içinde süperkapateri dizaynı için en iyi sonucu veren rGO/PIN kâğıt kullanılarak rGO/PIN//rGO sistemi hazırlanmıştır. rGO/PIN kağıt için Cs değeri; dönüşümlü voltametri (CV) ölçümlerine göre 1 mV.s-1 tarama hızında 80.2 mF.cm-2 olarak ve galvanostatik şarj-deşarj (GCD) çalışmalarına göre 2.2 mA.cm-2 akım yoğunluğunda 413.9 mF.cm-2 olarak belirlenmiştir. 2.2 mA.cm-2 akım yoğunluğuna göre enerji yoğunluğu 74.5 W.h.cm-2 ve güç yoğunluğu ise 2258 W.cm-2 olarak hesaplanmıştır. Sonuç: Üretilen rGO/PIN//rGO süperkapateri sistemi esnekliği ve stabilitesi ile enerji depolama alanında ve çevreci enerji uygulamalarında potansiyel bir malzeme olabileceği sonucuna varılmıştır. aktır.
Özet (Çeviri)
Purpose: Within the scope of the thesis study, produced flexible and durable reduced graphene oxide (rGO) papers were coated with polyindole (PIN) and zinc oxide nanoparticles (ZnO-NPs) films to design a supercapattery as a hybride energy storage system. Method: Firstly, graphene oxide (GO) was synthesized by Hummers method and flexible freestanding GO paper was prepared by mold-casting method. Prepared GO paper was chemically reduced with HI and rGO paper was obtained. rGO/PIN was produced by electropolymerization of indole on rGO paper and also rGO/ZnO, rGO/PIN/ZnO papers were produced by electrodeposition. Characterization of produced rGO based flexible paper materials was carried out using advanced techniques. Specific capacitance (Cs) values were calculated to determine the energy storage capacities of the obtained papers. Findings: Among the prepared flexible electrodes, rGO/PIN//rGO system was prepared by using rGO/PIN paper which gave the best result for supercapattery design. The Cs value for rGO/PIN paper was determined as 80.2 mF.cm-2 at 1 mV.s-1 scan rate according to cyclic voltammetry (CV) measurements and as 413.9 mF.cm-2 at 2.2 mA.cm-2 current density according to galvanostatic charge-discharge (GCD) studies. According to the 2.2 mA.cm-2 current density, the energy density was calculated as 74.5 W.h.cm-2 and the power density was calculated as 2258 W.cm-2. Results: It was concluded that the produced rGO/PIN//rGO supercapattery system could be a potential material in energy storage and green energy applications with its flexibility and stability.
Benzer Tezler
- Graphene based flexible hall sensors
Grafen temelli esnek hall sensörleri
UĞUR YİĞİT İNKAYA
Doktora
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ORAL
- Grafen oksit ve CVD temelli yüzey zenginleştirilmiş raman spektroskopisi uygulamalarında kullanılacak alttaşların aktivitelerinin kıyaslanması
Comparison of the activity of graphene oxide and CVD graphene-based substrates to be used in surface enhanced raman spectroscopy applications
NAGİHAN EMELLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMED EMRE AYHAN
- Grafen bazlı elektrokimyasal sensörlerin geliştirilmesi ve glikoz tayininde kullanılması
Grafen bazlı elektrokimyasal sensörlerin geliştirilmesi ve glikoz tayininde kullanılması
MERVE ÖZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Metalurji MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYTEKİN UZUNOĞLU
- Esnek süperkapasitörler için metal destekli grafen oksit katkılı hidrojel malzemelerin üretimi ve elektrokimyasal karakterizasyonu
Production and electrochemical characterization of metal supported graphene oxide-doped hydrogel materials for flexible supercapacitors
BETÜL DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimyaİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEMAL ÖZEROĞLU
DR. SİBEL YAZAR AYDOĞAN
- Giyilebilir cihazlar için dinamik gerinim aralığında çalışan grafen tabanlı esnek nanokompozit sensörlerin geliştirilmesi
Development of graphene-based flexible nanocomposite sensors operating in the dynamic strain range for wearable devices
HANDAN KUTLU BALIKÇI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Bilim ve TeknolojiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEM BAYRAM