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: Enerji, Metalurji Mühendisliği, Energy, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- 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: 104
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
- Manufacturing of mgb2 powder using mechanical alloying and characterization of superconducting wire drawn by powder-in-tube and powder-in-powder methods
Mekanik alaşımlama ile mgb2 toz üretimi ve powder ın tube - powder ın powder yöntemleri ile üretilen süperiletken kabloların karakterizasyonu.
ENGİN YAZICI
Doktora
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiMelikşah ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ ESAD ÖZMETİN
- Karışım tasarımı yaklaşımı ile magnezyum esaslı nanokompozit malzeme üretilmesi ve malzeme özelliklerinin optimizasyonu
Manufacturing of magnesium nanocomposite material and optimization of the material properties by mixture design
YAHYA KAYA
Doktora
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET BAKİ KARAMIŞ
- Manufacturing of polymer/metal macro composites by plastic injection molding and investigating the effects of process parameters
Plastik enjeksiyon yöntemi ile polimer/metal makro kompozitlerin imalatı ve işlem parametrelerinin incelenmesi
BURAK YAVUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MİHRİGÜL EKŞİ ALTAN
- Debi-seviye izleme ve taşkın uyarı maksatlı gerçek zamanlı nehir gözlem istasyonu imalatı: Aşağı Sakarya Nehri uygulaması
Manufacturing of a real-time river monitoring station for discharge-level monitoring and flood warning: Lower Sakarya River application
FATMA DEMİR
Doktora
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN SÖNMEZ
- Seçici lazer ergitme yöntemiyle ti6al4v alaşımının üretimi ve bilyalı dövme uygulanarak özelliklerinin geliştirilmesi
Manufacturing of ti6al4v alloy by selective laser melting and improvement of its properties by shot peening
CANSU APAYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiManisa Celal Bayar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİMGE İRİZALP