Yenilikçi yaklaşımlarla enerji depolama sisteminin performans değerlerinin artırılması
Increasing the performance values of the energy storage system with innovative approaches
- Tez No: 925995
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ KEÇEBAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu doktora tez kapsamında, enerji depolama teknolojisini ilerletmek amacıyla lityum-iyon piller için yeni kompozitler ve suda çözünür yeni bağlayıcı malzemeleri geliştirilerek geleneksel muadilleriyle karşılaştırmalı çalışmalar yapılmıştır. Kompozitlerin ve bağlayıcı malzemelerin etkinliğini kapsamlı bir şekilde değerlendirmek için sentezlenen elektrotlar ve üretilen pil hücreleri çeşitli elektrokimyasal analiz ve malzeme karakterizasyon tekniklerine tabi tutulmuştur. Kompozit malzeme bazlı çalışmalarda, anot aktif malzemeleri olarak kullanıldığında yüksek kapasiteleri ile bilinen demir fosfat ve lityum demir fosfat'ın çeşitli yüzdelerinin grafit ile entegre edilerek elektrot kapasitelerinin artırılmasına odaklanılmıştır. Elektrokimyasal değerlendirmeler, grafit muadiliyle karşılaştırıldığında demir fosfat:grafit = %5:95 ve lityum demir fosfat:grafit = %6:94 kompozit elektrotlarının %95 Coulomb verimliliğiyle sırasıyla 435 mAh/g ve 437 mAh/g ile en yüksek başlangıç deşarj kapasitelerine sahip olduklarını göstermektedir. Suda çözünebilen yeni bağlayıcı malzemeler üzerine odaklanan çalışmada ise polivinil alkol, karboksimetil selüloz/stiren bütadien kauçuk ve polivinil asetat içeren elektrotlar üretilmiş ve geleneksel poliviniliden florür bağlayıcı içeren elektrotla karşılaştırılmıştır. Elektrokimyasal değerlendirmeler poliviniliden florürlü muadiliyle karşılaştırıldığında polivinil alkol bağlayıcı içeren elektrotun %91 Coulomb verimliliğiyle 412 mAh/g ile en yüksek başlangıç deşarj kapasitesine sahip olduğunu göstermektedir. Bu bulgular demir fosfat/grafit, lityum demir fosfat/grafit bazlı kompozitlerin ve polivinil alkol bazlı bağlayıcının lityum iyon pil performansını iyileştirmedeki potansiyellerini vurgulayarak ilgili malzemeleri gelecekteki enerji depolama çözümleri için yüksek kapasiteli seçenekler haline getirmektedir.
Özet (Çeviri)
Within the scope of this doctoral thesis, new composites and new water-soluble binder materials for lithium-ion batteries have been developed and comparative studies have been conducted with their traditional counterparts in order to advance energy storage technology. To comprehensively evaluate the effectiveness of the composites and binder materials, the synthesized electrodes and fabricated battery cells have been subjected to various electrochemical analysis and material characterization techniques. In composite material based studies, it is focused on increasing electrode capacities by integrating various percentages of iron phosphate and lithium iron phosphate, which are known for their high capacities when used as anode active materials, with graphite. Electrochemical evaluations show that iron phosphate:graphite = 5:95 wt% and lithium iron phosphate:graphite = 6:94 wt% composite electrodes have the highest initial discharge capacities of 435 mAh/g and 437 mAh/g, respectively, with 95% Coulomb efficiency when compared to the graphite counterpart. In the study focusing on new water-soluble binder materials, electrodes containing polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose/styrene butadiene rubber and polyvinyl acetate have been manufactured and compared with the electrode containing traditional polyvinylidene fluoride binder. Electrochemical evaluations show that the electrode containing polyvinyl alcohol binder has the highest initial discharge capacity of 412 mAh/g with 91% Coulomb efficiency when compared to its polyvinylidene fluoride counterpart. These findings highlight the potential of iron phosphate/graphite, lithium iron phosphate/graphite based composites and polyvinyl alcohol based binder in improving lithium-ion battery performance, making the respective materials high-capacity options for future energy storage solutions.
Benzer Tezler
- A novel artificial intelligence based energy management system for microgrids
Mikro şebekeler için yapay zeka temelli yeni bir enerji yönetim sistemi
NECATİ AKSOY
- Determination of the behaviour of a submerged membrane bioreactor operated at low sludge retention time
Düşük çamur yaşında işletilen batık membran biyoreaktörlerde arıtma performansının incelenmesi
MERVE AYSEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
İstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- E-mobilite uygulamaları için lityum-iyon bataryaların fizik tabanlı modellerinin karşılaştırmalı analizi
Comparative analysis of physics-based models for lithium-ion batteries in e-mobility applications
HAKKI YAVUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
İstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Modeling and simulation of a hydraulic booster system for aircraft fight control applications
Uçak uçuş kontrol uygulamaları için hidrolik bir takviye sisteminin modellenmesi ve benzetimi
ABDULKADİR ELMALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
İstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Şarj edilebilir elektrokromik enerji depolama cihazları için Lİ4Tİ5O12 (LTO) tabanlı elektrokromik yapılarının farklı şartlarda sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of Lİ4Tİ5O12 (lto) based electrochromic structures for rechargeable electrochromic energy storage devices under different conditions
BURAK ŞAHİN
