Manufacturing of TiS2 electrode active material for zinc ion capacitor applications
Çinko iyon kapasitör uygulamaları için TiS2 elektrot aktif malzeme üretimi
- Tez No: 914708
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN, DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF KELEŞTEMUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Enerji, Metallurgical Engineering, Energy
- Anahtar Kelimeler: Nanomateryaller, Nanomaterials
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kapasitörler, yüksek güç yoğunluğu, üstün çevrim kararlılığı ve hızlı şarj özellikleri sunarak enerji depolama için umut vaat eder. Ancak, enerji yoğunluklarının artırılması gerekmektedir. Kapasitör ve pil elektrotlarını birleştiren hibrit kapasitörler, her iki teknolojinin avantajlarını birleştirerek bu soruna uygun bir çözüm olarak ortaya çıkmıştır. Çinkonun bolluğu, düşük maliyeti, yüksek kapasitesi ve kararlılığı nedeniyle, sulu çinko-iyon kapasitörler büyük ilgi görmüştür. Ancak, çinko-iyon kapasitörler, güçlü elektrostatik etkileşimler, elektrot malzemesinin çözünmesi ve yavaş iyonik difüzyon nedeniyle hızlı kapasite kaybı ve azalan ömür gibi zorluklarla karşı karşıyadır. Bu dezavantajların üstesinden gelmek için yığın formda titanyum disülfid (TiS₂) elektrot malzemesi olarak araştırılmıştır, ancak iki boyutlu (2D) yapısının etkileri yeterince incelenmemiştir. Bu tez, yığın formdaki TiS₂'yi sentezlemeyi ve organolityum kimyasını kullanarak onu 2D metalik iletken TiS₂ nanosheet'lere dönüştürmeyi, ardından 2 M çinko sülfat (ZnSO₄) elektrolitinde enerji yoğunluğunu artırmak için çinko-iyon kapasitör elektrot malzemesi olarak optimize etmeyi amaçlamaktadır. 2D-TiS₂, 214,3 F/g'lik spesifik kapasitans sergileyerek, 73,86 F/g'lik spesifik kapasitans elde eden yığın formdaki TiS₂'yi önemli ölçüde geride bırakmıştır. Bu çalışma, 2D-TiS₂'nin çinko-iyon kapasitörlerinin enerji yoğunluğunu artırma potansiyelini, iyileştirilmiş elektriksel iletkenlik ve faz stabilizasyonu yoluyla vurgulamakta olup, daha verimli enerji depolama çözümlerine giden bir yol sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Capacitors offer high power density, superior cycle stability, and fast charging, making them highly promising for energy storage. However, their energy density needs to be improved. Hybrid capacitors, which combine capacitor and battery electrodes, have emerged as a viable solution by merging the advantages of both technologies. Due to zinc's abundance, low cost, high capacity, and stability, aqueous zinc-ion capacitors have garnered significant attention. Zinc-ion capacitors face challenges such as rapid capacity decrease and reduced lifespan due to strong electrostatic interactions, electrode material dissolution, and sluggish ionic diffusion. Bulk titanium disulfide (TiS2) has been investigated as an electrode material to overcome these disadvantages, but the effects of its two-dimensional (2D) structure have remained elusive. This thesis aims to synthesize bulk TiS₂ and convert it into 2D metallically conductive TiS₂ nanosheets using organolithium chemistry, optimizing it as a zinc-ion capacitor electrode material to enhance energy density in a 2 M zinc sulfate (ZnSO₄) electrolyte. The 2D-TiS₂ exhibited a specific capacitance of 214.3 F/g, significantly outperforming bulk TiS₂, which achieved a specific capacitance of 73.86 F/g. This work highlights the potential of 2D-TiS₂ to enhance the energy density of zinc-ion capacitors through improved electrical conductivity and phase stabilization, offering a pathway to more efficient energy storage solutions.
Benzer Tezler
- Polietersülfon (PES) ve poliakrilonitril (PAN) polimerleri kullanılarak düz-plaka membranların üretimi ve uygulamaları
Flat-sheet membrane fabrication and applications using polyethersulfone (PES) and polyacrylonitrile (PAN) polymers
MEHMET EMİN PAŞAOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Doğal, tarihi kültürel açıdan turizm potansiyelini değerlendirme modeli: Ayvalık örneği
The tourism model for evaluation of natural, historical and cultural potential: A case of Ayvalık
İSMAİL HAKAN KOLCU
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. VEDİA DÖKMECİ
- Türk inşaat sektöründeki ana yüklenici firmalarda kalite yönetimi kavramının incelenmesi
A Study abput the qualtiy management process used by main contractors in Turkish construction industry
MEHMET KAYA
- Manufacturing of special purpose ultrasonic probes
Özel amaçlı ultrasonic probların üretilmesi
İSA GAZİ YÜKSEL
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT DOYUM