Atık polimer bazlı metal organik kafes nanoyapıların sentezi ve süperkapasitör uygulamaları
Waste polymer based synthesis of metal organic framework nanostructures and supercapacitor applications
- Tez No: 952015
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA SERDAR ÖNSES, DOÇ. DR. FATMA KILIÇ DOKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Geleneksel kapasitörlerin hızlı enerji aktarımı avantajı ile bataryaların yüksek enerji ve güç yoğunluğunu bir araya getiren enerji depolama elemanlarıdır süperkapasitörler. Yapılan araştırmalar ile yalnızca geçiş metalleri ya da iletken polimerlerin tek başına kullanıldığı sistemlerin istenilen performans seviyelerine ulaşmakta yetersiz kaldığı sonucundan yola çıkılarak çok bileşenli kompozit malzemelere yönelinmiştir ve yeni nesil süperkapasitör elektrotlarının geliştirilmesini sağlamıştır. Özellikle metal-organik kafes yapılar, sahip oldukları düzenli ve gözenekli kristal yapıları, geniş yüzey alanları ve iyonların yapının derinliklerine kadar nüfuz etmesine imkân tanıyan morfolojik özellikleri sayesinde bu alanda dikkat çekici bir malzeme grubu olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, üç farklı lantanit [Lantan (La), Seryum (Ce) ve Neodimyum (Nd)] bazı ile üç farklı organik ligand (PET, Po ve Pt) kullanılarak sentezlenen MOF malzemeleri kullanılarak elektrotlar hazırlanmış ve bu elektrot malzemelerinin süperkapasitör performansına etkileri detaylı şekilde incelenmiş; aynı zamanda MOF üretiminde kullanılan organik ligandların sürdürülebilir kaynaklardan elde edilebilirliğine yönelik çevresel etkiler değerlendirilmiştir. Özellikle Benzen Dikarboksilik Asit (BDC) gibi organik bağlayıcıların atık polimerlerden türetilebilmesi, bu yapıların yeşil kimya ilkeleri ile uyumlu biçimde üretilebileceğini göstermekte; bu yönüyle MOF tabanlı süperkapasitörlerin hem çevre dostu hem de ekonomik bir çözüm olarak enerji teknolojileri literatürüne katkı sunma potansiyelini ortaya koymaktadır. Tez çalışmaları sonucunda La-Pt elektrodu 2A/g akım yoğunluğunda 585 F/g ile en yüksek özgül kapasitans değeri elde edilirken Ce-Po elektrodu ise 136,69% verimlilik ile 5000 döngüde en iyi performans gösteren elektrot olmuştur.
Özet (Çeviri)
Supercapacitors are energy storage elements that combine the fast energy transfer advantage of traditional capacitors with the high energy and power density of batteries. Research has led to the development of a new generation of supercapacitor electrodes based on the conclusion that systems using transition metals or conductive polymers alone are insufficient to achieve the desired performance levels, leading to the development of multi-component composite materials. Metal-organic frameworks (MOFs) stand out as a remarkable group of materials in this field thanks to their ordered and porous crystal structures, large surface areas and morphological properties that allow ions to penetrate deep into the structure. In this study, electrodes were prepared using MOF materials synthesized using three different lanthanide [Lanthanum (La), Cerium (Ce) and Neodymium (Nd)] bases and three different organic ligands (PET, Po and Pt) and the effects of these electrode materials on supercapacitor performance were examined in detail. In particular, the fact that organic binders such as Benzene Dicarboxylic Acid (BDC) can be derived from waste polymers shows that these structures can be produced in accordance with the principles of green chemistry; in this respect, MOF-based supercapacitors have the potential to contribute to the energy technologies literature as both an environmentally friendly and economical solution. As a result of this studies, La-Pt electrode obtained the highest specific capacitance value with 585 F/g at 2A/g current density, while Ce-Po electrode was the best performing electrode with 136.69% efficiency in 5000 cycles.
Benzer Tezler
- White led induced degradation of polyacrylates as a green alternative for polymer recycling
Polimer geri dönüşümünde yeşil bir alternatif olarak poliakrilatların beyaz led ışığı altında bozunması
YÜSRA BAHAR ÇAKIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ KIŞKAN
- Preparation of multifunctional materials for photocatalytic applications
Fotokatalitik uygulamalar için çok fonksiyonlu malzemelerin hazırlanması
CEREN UZUN
Doktora
İngilizce
2019
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜRVET VOLKAN
DOÇ. DR. MURAT KAYA
- Atık sulardan biyo-bazlı adsorban kullanılarak ağır metal giderimi
Removal of heavy metal from wastewater using bio-based adsorbent
HARUN BULUTCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
KimyaMarmara ÜniversitesiOrganik Kimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OYA AYDIN URUCU
DR. ÖĞR. ÜYESİ HATİCE BİRTANE
- Reaction of acetophenone-formaldehyde resin with s-triazone compounds for fire resistance polyurethane
Poliüretan yanmazlık dayanımı için asetofenon formaldehit reçinesinin s-triazon bileşiği ile reaksiyonu
MİNE MUTLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN
- Nanocomposite scaffolds containing metal nanoparticles
Metal nanotanecik içeren nanokompozit yapı iskeleleri
AYŞEN AKTÜRK
Doktora
İngilizce
2020
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN