SnO₂ nanopartikülleri ile dekore edilmiş grafit esaslı kompozitler ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Graphite-based composites decorated with SnO₂ nanoparticles and investigation of their electrochemical properties
- Tez No: 938234
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MİRAÇ ALAF, DR. ÖĞR. ÜYESİ UBEYD TOÇOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 76
Özet
Bu tez çalışmasında, lityum-iyon pillerde kullanılmak üzere genişletilmiş grafit (GG) ve GG/SnO₂ kompozitleri başarılı bir şekilde sentezlenmiş ve kapsamlı bir şekilde karakterize edilmiştir. Çalışmanın temel amacı, yüksek kapasite sunan SnO₂'nin lityum-iyonlarla tepkime sırasında yaşadığı hacim genleşmesini kontrol altına almak ve çevrim kararlılığını artırmaktır. Bu bağlamda, SnO₂'nin genişletilmiş grafit ile birleştirilerek homojen bir kompozit yapısı oluşturulması hedeflenmiştir. Deneysel çalışmalarda, farklı oranlarda SnO₂ içeren üç farklı GG/SnO₂ kompoziti üretilmiştir. Üretilen kompozitlerin yapısal özellikleri XRD, SEM ve Raman spektroskopisi ile detaylı bir şekilde analiz edilmiştir. XRD ve SEM analizleri, SnO₂ nanopartiküllerinin grafit tabakaları arasında homojen bir şekilde dağıldığını göstermiştir. Raman spektroskopisi sonuçları, genişletilmiş grafitin yapısal düzeninin bozulduğunu ve tabaka arası mesafenin arttığını doğrulamıştır. TG/DTG analizleri, kompozitlerdeki SnO₂ oranını ve termal kararlılığı ortaya koymuştur. Elektrokimyasal karakterizasyon kapsamında yapılan şarj-deşarj testleri ve dönüşümlü voltametri analizleri, GG/SnO₂ kompozitlerinin saf SnO₂'ye kıyasla daha iyi çevrim kararlılığı sunduğunu göstermiştir. GG/SnO₂-60 kompozit elektrotu, dengeli bir SnO₂ oranı sayesinde uzun çevrim ömrü ve yüksek kapasite değerleri sunarak en iyi performansı sergilemiştir. Bu tez çalışması, lityum-iyon pillerde kullanılabilecek yüksek performanslı ve uzun ömürlü anot malzemelerinin geliştirilmesine yönelik önemli bir katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, expanded graphite (EG) and EG/SnO₂ composites were successfully synthesized and comprehensively characterized for potential use in lithium-ion batteries. The primary objective of this study is to address the significant volume expansion problem of SnO₂ during lithium-ion intercalation, which negatively affects cycle stability. To mitigate this issue, SnO₂ was combined with expanded graphite to create a homogeneous composite structure. In the experimental work, three different EG/SnO₂ composites with varying SnO₂ content were produced. The structural properties of the composites were analyzed in detail using XRD, SEM, and Raman spectroscopy. XRD and SEM analyses demonstrated that SnO₂ nanoparticles were homogeneously distributed between graphite layers. Raman spectroscopy results confirmed that the structural order of expanded graphite was disrupted, and the interlayer spacing increased. TG/DTG analyses provided insights into the SnO₂ content and thermal stability of the composites. Electrochemical characterization, including charge-discharge tests and cyclic voltammetry analyses, revealed that EG/SnO₂ composites exhibited superior cycling stability compared to pure SnO₂ electrodes. Among the composites, EG/SnO₂-60 demonstrated the best performance by offering a balanced SnO₂ ratio, long cycle life, and high capacity. This thesis contributes significantly to the development of high-performance and long-lasting anode materials for lithium-ion batteries. The findings suggest that EG/SnO₂ composites can be considered promising candidates for next-generation energy storage systems.
Benzer Tezler
- Elektrokimyasal DNA sensörü için nanomalzemelere dayalı elektrot materyallerinin geliştirilmesi ve uygulamaları
Design and applications of electrochemical DNA sensors based on nanomaterials
MİHRİCAN MUTİ ERDEM
Doktora
Türkçe
2010
KimyaAdnan Menderes ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. ERSİN KARAGÖZLER
PROF. DR. K. ARZUM ERDEM GÜRSAN
- SnO2 nanopartiküllerinin sentezi, karakterizasyonu ve metilen mavisi boyası ile zehirli krom(VI) ağır metali gideriminde fotokatalitik aktivitesinin incelenmesi
Synthesis and characterization of SnO2 nanoparticles and photocatalytic activitiy study in methylene blue dye and toxic chromium(VI) heavy metal
MUHAMMED HÜSEYİN ORHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANDAN KAMIŞ
- Production, characterization and electrochemical sensor applications of metal oxide nanostructure
Metal oksit nanoyapıların üretimi, karakterizasyonu ve elektrokimyasal sensör uygulamaları
TÜLAY KOÇ DELİCE
Doktora
İngilizce
2024
11111Dokuz Eylül ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECMİYE FUNDA AK AZEM
- Investigation of the effect of porosity in SnO2 nanofibers as anode materials for sodium-ion batteries
Sodyum-iyon pilleri için SnO2 nanolif anot malzemesinde porozitenin etkisinin incelenmesi
ERÇİN ÇAĞAN DURAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN KIZIL
- Seryum oksit esaslı hibrit materyalin peroksidaz aktivitesinin belirlenmesi
Determination of peroxidase activity of cerium oxide based hybrid material
NAIBA JABIYEVA