Poliselenofen/mangan oksit hibrit kompozitlerin termoelektrik özellikleri
Thermoelectric properties of polyselenophene/manganese oxide hybride composites
- Tez No: 924365
- Danışmanlar: PROF. DR. KEMAL ÖZDOĞAN, DOÇ. DR. AZRA HÜNER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Termoelektrik, poliselenofen, mangan oksit, kompozit, Seebeck katsayısı, Thermoelectric, polyselenophene, manganese oxide, composite, Seebeck coefficient
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Sürdürülebilir enerji çözümlerine artan talep, ısıyı doğrudan elektriğe dönüştürebilen termoelektrik (TE) malzemelere olan ilgiyi artırmıştır. Geleneksel inorganik TE malzemeler, yüksek performans göstermelerine rağmen, yüksek maliyet, çevresel sorunlar ve sınırlı hammadde kaynağı gibi dezavantajlara sahiptir. Alternatif olarak, iletken polimerler düşük maliyetleri, esneklikleri ve işlenebilirlikleri sayesinde umut verici adaylar olarak öne çıkmaktadır. Bu polimerler arasında poliselenofen (PSe), üstün kimyasal kararlılığı ve ayarlanabilir elektriksel özellikleri ile dikkat çekmektedir. Ancak, saf iletken polimerlerin TE verimliliği genellikle düşüktür, bu da performansın artırılması için hibrit kompozitlerin geliştirilmesini gerekli kılmaktadır. Bu çalışmada, PSe/mangan oksit (PSe/MnO) hibrit kompozitleri sentezlenerek TE özellikleri incelenmiştir. Yüksek termal kararlılığı ve düşük termal iletkenliği ile bilinen MnO, PSe'nin TE performansnı iyileştirmek amacıyla kullanılmıştır. Hibrit kompozitler, Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), ultraviyole-görünür spektroskopi (UV-vis), termogravimetrik analiz (TGA), taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını difraksiyonu (XRD), elektriksel iletkenlik ve Seebeck ölçümleri gibi çeşitli tekniklerle karakterize edilmiştir. Karakterizasyon sonuçları, PSe, MnO ve PSe/MnO hibrit kompozitlerin başarıyla sentezlendiğini göstermiştir. Saf poliselenofene kıyasla PSe/MnO hibrit kompozitlerinin TE performansında önemli bir iyileşme gösterdiğini ortaya koymuştur. En yüksek Seebeck katsayısı ve güç faktörü değerleri %20 oranında MnO katkılanan PSe/MnO hibrit kompozitinden elde edilmiştir. Bu çalışma, düşük maliyetli ve çevre dostu TE malzemeler için umut vaat etmekte olup verimli TE malzemelerin geliştirilmesine yönelik yeni bakış açıları sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The increasing demand for sustainable energy solutions has heightened interest in thermoelectric (TE) materials, which can directly convert heat into electricity. Although traditional inorganic TE materials exhibit high performance, they suffer from disadvantages such as high cost, environmental concerns, and limited raw material availability. As an alternative, conductive polymers have emerged as promising candidates due to their low cost, flexibility, and processability. Among these polymers, polyselenophene (PSe) stands out with its superior chemical stability and tunable electrical properties. However, the TE efficiency of pure conductive polymers is generally low, necessitating the development of hybrid composites to enhance performance. In this study, PSe/manganese oxide (PSe/MnO) hybrid composites were synthesized, and their TE properties were investigated. MnO, known for its high thermal stability and low thermal conductivity, was utilized to enhance the TE performance of PSe. The hybrid composites were characterized using various techniques, including Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), electrical conductivity measurements, and Seebeck coefficient analysis. Characterization results confirmed the successful synthesis of PSe, MnO, and PSe/MnO hybrid composites. Compared to pure polyselenophene, the PSe/MnO hybrid composites exhibited a significant improvement in TE performance. The highest Seebeck coefficient and power factor values were obtained from the PSe/MnO hybrid composite containing 20% MnO. This study presents a promising approach for the development of low-cost and environmentally friendly TE materials, offering new insights into the advancement of efficient TE technologies.
Benzer Tezler
- İyonik sıvıda poliselenofen, politiyofen sentezi ve karakterizasyonu
The synthesis and characterization of polyselenophene, polythiophene in ionic liquid
GÖKMEN SIĞIRCIK
- Bazı polimer bileşiklerinin titreşim spektrumunun hesaplanması amacıyla kullanılan hesaplama yöntemlerinin karşılaştırılmalı incelenmesi
Comparative investigation of vibrational spectrum calculation methods for some polymer compounds
FIRAT KÖSE
