Genişletilebilir grafit/hegzagonal bor nitrür esaslı köpük elektrotların yüksek performanslı süperkapasitör uygulamaları için geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of expandable graphite/hexagonal boron nitride based foam electrodes for high performance supercapacitor applications
- Tez No: 915574
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FATİH ERDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Enerji, Metalurji Mühendisliği, Engineering Sciences, Energy, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektrokimya, Enerji depolama, Süperkapasitör, Electrochemistry, Energy storage, Supercapacitor
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, elektrokimyasal performansı artırılmış ve geniş sıcaklık aralığında daha kararlı davranan süperkapasitör elektrotlarının üretimi hedeflenmiştir. Bunun için köpük formda serbest duran genişletilebilir grafit/h-BN kompozitler sentezlenmiştir. Çalışma, h-BN takviyesinin elektrotların fiziksel ve kimyasal özelliklerindeki etkilerini incelemektedir. Elektrotların süperkapasitif davranışları, 10-60°C arası sıcaklıklarda yapılan çevrimsel voltametre (CV), galvanostatik şarj/deşarj (GCD) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) teknikleriyle değerlendirilmiştir. Bulgulara göre, köpükleştirici ajan olarak kullanılan polivinilpirolidonun (PVP) parçalanması sonucunda grafitik matrisi pirolik ve piridinik azot ile katkılandırdığı gözlemlenmiştir. h-BN takviyesi ile elektrotların spesifik yüzey alanı, termal iletkenliği ve sıcaklık hassasiyeti geliştirmesine rağmen elektrotların spesifik kapasitansını olumsuz etkilemiştir. Düşük sıcaklıklarda yapılan çevrimsel kararlılık testlerinde, h-BN takviyesinin çevrimsel kapasiteyi olumsuz yönde etkilediği; buna karşın yüksek sıcaklıklarda h-BN'in olumlu etkiler yarattığı gözlemlenmiştir. Son olarak, simetrik bir süperkapasitör cihazı oluşturularak, bu elektrotların gerçek uygulamalarda nasıl performans gösterdiği incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
This dissertation study aims to produce supercapacitor electrodes with increased electrochemical performance and more stable behavior in a wide temperature range. For this purpose, free-standing expandable graphite/h-BN composite foams were synthesized. The study investigates the effects of h-BN reinforcement on the physical and chemical properties of the electrodes. The supercapacitive behaviors of the electrodes were evaluated by cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge/discharge (GCD), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) techniques at temperatures between 10-60°C. According to the findings, it was observed that the graphitic matrix was doped with pyrrolic and pyridinic nitrogen as a result of the decomposition of polyvinylpyrrolidone (PVP) used as a foaming agent. Although h-BN reinforcement improved the specific surface area, thermal conductivity, and temperature sensitivity of the electrodes, it negatively affected the specific capacitance of the electrodes. In the cyclic stability tests performed at low temperatures, it was found that h-BN reinforcement negatively affected the cyclic capacity; However, it was observed that h-BN had positive effects at high temperatures. Finally, a symmetric supercapacitor device was constructed, and how these electrodes performed in real applications was investigated.
Benzer Tezler
- Genişletilebilir grafit ve nanosilika kullanımının poliüreten sert köpüklerdeki ısısal ve mekanik özelliklere etkisi
Effects of expandable graphite and nanosilica on thermal and mechanical properties of rigid polyurethane foams
RIDVAN CAN ÇAKIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Polimer Bilim ve TeknolojisiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENGİN BURGAZ
- Elektroliz ile genişletilebilir grafit / nikel-kobalt fosfit kaplama parametrelerinin optimize edilmesi
Optimization of electrolytic expandable graphite / nickel-cobalt phosphite coating parameters
HİLAL ATASOY CAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Metalurji MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH ERDEMİR
- Mechanical, thermal and morphological properties of expandable graphite filled acrylonitrile-butadiene-styrene composites
Genişletilebilir grafit eklenmiş akrilonitril-bütadien-stiren kompozitlerin mekanik, ısısal ve morfolojik özellikleri
HUSSAM MOHAMED S. CIRMAD
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Polimer Bilim ve TeknolojisiAtılım ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEHA TİRKEŞ
DR. ÜMİT TAYFUN
- Bazı eritritol-yağ asidi esterlerinin sentezi, kimyasal karekterizasyonu, enerji depolama özelliklerinin ve ısıl güvenilirliğinin belirlenmesi
Synthesis, chemical characterization, determination of energy storage properties and thermal reliability of some erythritol-fatty acid esters
RAMAZAN EROĞLU
- Za27 matrisli hibrit kompozit malzemelerin farklı ortamlarda aşınma davranışının incelenmesi
Investigation of wear behavior of za27 matrix hybrid composite materials in different environments
ÜMİT KARATAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR ASLAN