NİCo2O4/rGO tabanlı kompozitlerin hibrit süperkapasitörlerdeki performansının incelenmesi
Investigation of the performance of NİCo2O4/rGO-based composites in hybrid supercapacitors
- Tez No: 925045
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜLTEKİN ÇELİK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Energy, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Selçuk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 63
Özet
Bu çalışmada hibrit süperkapasitörlerde yüksek enerji depolayabilen ve iyi döngüsel kararlılığa sahip elektrot geliştirmek için nikel kobalt oksit (NiCo2O4) sentezinde lityum iyon bataryalarda sıkça kullanılan kobalt sülfat heptahidrat (NiSO4.7H2O) ve nikel sülfat hekzahidrat (NiSO4.6H2O) öncülleri kullanılmıştır. NiCo2O4 spinel geçiş metal oksit malzemesinin içerisinde bulunan Ni ve Co içeriğinden dolayı yüksek kapasitans değerleri sağlamaktadır. Ayrıca bileşikteki O elementi yüksek kimyasal kararlılık sağlayarak şarj-deşarj ömrünü yükseltmektedir. Hidrotermal yöntem ile kütlece (NiSO4.6H2O+NiSO4.7H2O) / üre = 0.8, 1.2, 1.6, 2 oranlarında sentezlenmiştir. Sentezlenen NiCo2O4 bileşiklerinin arasından en yüksek BET yüzey alanı 56.56 m2/g ile kütlece 2 oranında sentezlenen numunede görülmüştür. Sentezlenen bileşiklerin CV ölçümlerinde en yüksek spesifik kapasitans; 330 F/g ile kütlece 2 oranında sentezlenen NiCo2O4 malzemesinde görülmüştür. Bu malzemenin yüzey alanını büyütmek ve spesifik kapasitansı arttırmak için (saf su/ etanol, metanol, propanol) 3:1, 2:2, 3:2 oranlarında çift çözeltili sistem ile tekrardan NiCo2O4 sentezlenmiştir. Yapılan CV ölçümlerinde en yüksek spesifik kapasitans değeri 531 F/g ile (saf su / propanol) 1:3 oranında gerçekleşmiştir. Kapasitans değeri 531 F/g bulunan NiCo2O4 bileşiğinin iletkenliğini arttırıp spesifik kapasitansı yükseltmek için rGO ile kompozit elektrot yapılmıştır. Oluşturulan NiCo2O4/rGO kompozit malzeme 9:1 oranında gerçekleştirilmiştir. Ayrıca iyon giriş çıkısını kolaylık sağması için oluşturulan NiCo2O4/rGO kompozit yapısına alt tabaka olarak Nikel köpük kullanılmıştır. Yapılan hibrit süperkapasitörün CV ölçümlerinin sonucunda spesifik kapasitansın 9 F/g olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this study, cobalt sulfate heptahydrate (NiSO4.7H2O) and nickel sulfate hexahydrate (NiSO4.6H2O) precursors, which are commonly used in lithium ion batteries, were used in the synthesis of nickel cobalt oxide (NiCo2O4) to develop electrodes with high energy storage and good cyclic stability in hybrid supercapacitors. NiCo2O4 provides high capacitance values due to the Ni and Co content in the spinel transition metal oxide material. In addition, the O element in the compound provides high chemical stability and increases the charge-discharge life. It was synthesized by hydrothermal method at ratios of (NiSO4.6H2O+NiSO4.7H2O) / urea = 0.8, 1.2, 1.6, 2 by mass. Among the synthesized NiCo2O4 compounds, the highest BET surface area of the synthesized NiCo2O4 compounds was 56.56 m2/g at a ratio of 2 by mass. In CV measurements of the synthesized compounds, the highest specific capacitance was observed in the NiCo2O4 material synthesized at 2 wt.% with 330 F/g. In order to increase the surface area of this material and to increase the specific capacitance (pure water/ethanol, methanol, propanol), NiCo2O4 was synthesized again with a double solution system at ratios of 3:1, 2:2, 3:2. In the CV measurements, the highest specific capacitance value was 531 F/g (pure water / propnol) at a ratio of 1:3. In order to increase the conductivity of NiCo2O4 compound with a capacitance value of 531 F/g and to increase the specific capacitance, a composite electrode was made with rGO. The NiCo2O4/rGO composite material was realized at a ratio of 9:1. In addition, Nickel foam was used as a substrate for the NiCo2O4/rGO composite structure to facilitate ion inlet and outlet. As a result of CV measurements of the hybrid supercapacitor, it was observed that the specific capacitance was 9 F/g.
Benzer Tezler
- Development of electrodes & electrolytes for high performance and long life supercapacitors
Yüksek performanslı ve uzun ömürlü süperkapasitörler için elektrot ve elektrolit geliştirilmesi
MERT UMUT ÖZKAYNAK
Doktora
İngilizce
2025
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA SENİHA GÜNER
PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ
- Synthesıs, characterızatıon, and ınvestıgatıon of catalytıc actıvıtıes of metal oxıdes combıned wıth reduced graphene oxıdes and gold nanopartıcles for the water splıttıng reactıon
Su ayrıştırma reaksı̇yonu ı̇çı̇n indirgenmiş grafen oksı̇tler ve altın nanoparçacıklar ı̇le bı̇rleştı̇rı̇lmı̇ş metal oksı̇tlerı̇n sentezı̇, karakterı̇zasyonu ve katalı̇tı̇k aktı̇vı̇telerı̇nı̇n ı̇ncelenmesı̇
METE ESENCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMREN NALBANT
- NiCo2O4@ZnCo2O4 adsorbanı kullanarak PB ve MN'nin dispersif katı faz mikro ekstraksiyonu sonrası aas ile tayını
Determination of PB and MN by aas after dispersive solid phase micro extraction using NiCo2O4@ZnCo2O4 as a sorbent
SEYEDTAEED HOSSEINI MOGHADDAM
- Synthesis and characterization of NiCo2O4 nanoparticles anchored ZnO and TiO2 semiconductors and their investigation in electro- and photochemical water splitting
NiCo2O4 nanoparçacıklarına bağlı ZnO ve TiO2 yarı iletkenliklerinin sentezi, karakterizasyonu ve elektro- ve fotokimyasal suyun ayrışmasında incelenmesi
ALEYNA YASAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMREN NALBANT
- Al/NiCo₂O₄/n-Si/Al konfigürasyonuna sahip schottky diyotlarının fotodiyot özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the photodiode properties of schottky diodes with Al/NiCo₂O₄/n-Si/Al configuration
YUSUF ATMACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞÜKRÜ ÇAVDAR