Süperkapasitör uygulamaları için co içeren nis temelli filmlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of co-containing nis-based films for supercapacitor applications
- Tez No: 956113
- Danışmanlar: PROF. DR. FERHUNDE ATAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 126
Özet
NiS yüksek elektriksel iletkenliği, mekanik/termal dayanıklılığı ve yüksek teorik spesifik kapasitansı ile süperkapasitör elektrotu olarak gelecek vadetmektedir. Ancak yük depolama özelliklerini sınırlayan yarıiletken doğası, zayıf döngüsel performansı/kararlılığı ve toz formundan elektrot formuna geçişte üretimden kaynaklı istiflenme/topaklanma problemleri aygıt performansını sınırlandırmaktadır. Bu yüzden NiS elektrotların nanoyapılar içerecek şekilde kaplama formunda üretilerek süperkapasitör elektrot performanslarının iyileştirilmesi gerekmektedir. Bu bağlamda metal ekleme prosesine ilişkin sınırlı çalışmaların arttırılması da önemlidir. Bu tez çalışmasında NiS elektrotların süperkapasitör uygulamalarını kısıtlayan faktörleri minimize etmek için NiS içerisine yüksek oranlarda Co elementi eklenmiştir. Tüm elektrotlar hidrotermal yöntem ile Ni köpük alttaşlar üzerine doğrudan büyütülmüştür. NiS, CoS ve Co içeren NiS elektrotların 2-boyutlu nanoyapraklı yapıda üretimleri gerçekleştirilmiş ve yüksek oranlarda Co eklenerek NiS-CoS ikili sülfür sistemlerinin özgün süperkapasitör elektrotları olarak geliştirilmesi hedefine ulaşılmıştır. Tüm elektrotların XRD desenleri ve FESEM görüntüleri alınarak yapısal ve yüzey özellikleri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Ayrıca yük transfer kinetikleri EIS tekniği ile belirlenmiştir. Döngüsel voltametri ve galvanostatik şarj-deşarj ölçümlerinden süperkapasitör elektrot olarak kullanım potansiyelleri araştırılmıştır. Dunn yöntemi ile de kapasitif etkilerin ve difüzyon kontrollü süreçlerin akıma katkıları belirlenmiştir. Tüm analizler sonucunda, NiS elektrodunun yüksek spesifik kapasitansa ve CoS elektrodunun da yüksek döngüsel kararlığa sahip olduğu saptanmıştır. NiS-CoS ikili sülfür sitemi olarak üretilen %75 oranında Co eklenmiş NiS elektrotunun ise diğer Co içeren elektrotlara göre yüksek alansal spesifik kapasitansından ve yüksek kararlılığından dolayı süperkapasitör uygulamaları için daha uygun bir malzeme olduğu sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
NiS is promising as a supercapacitor electrode with its high electrical conductivity, mechanical/thermal durability and high theoretical specific capacitance. However, its semiconductor nature, which limits its charge storage properties, poor cyclic performance/stability, and stacking/clumping problems resulting from manufacturing during the transition from powder form to electrode form limit device performance. Therefore, it is necessary to improve the supercapacitor electrode performances by producing NiS electrodes in the form of coatings containing nanostructures. In this context, it is also important to increase the limited studies on the metal adding process. In this thesis, high amounts of Co element were added into NiS to minimize the factors limiting the supercapacitor applications of NiS electrodes. All electrodes were grown directly onto Ni foam substrates by hydrothermal method. NiS, CoS and Co containing NiS electrodes were produced in 2-dimensional nanoleaf structures and by adding high amounts of Co, the goal of developing NiS-CoS binary sulfur systems as unique supercapacitor electrodes was achieved. Structural and surface properties of all electrodes were examined in detail by taking XRD patterns and FESEM images. Additionally, their charge transfer kinetics were determined by EIS technique. Their potential use as a supercapacitor electrode was investigated from cyclic voltammetry and galvanostatic charge-discharge measurements. The contributions of capacitive effects and diffusion controlled processes to the current were determined by the Dunn method. As a result of all analyses, it was determined that NiS electrode had high specific capacitance and CoS electrode had high cyclic stability. It was concluded that the 75% Co-added NiS electrode produced as NiS-CoS binary sulfur system is a more suitable material for supercapacitor applications due to its high areal specific capacitance and high stability compared to other Co-containing electrodes.
Benzer Tezler
- Aktif karbon ve grafen esaslı süperkapasitörlerin farklı deşarj akımı ve iyon türlerindeki elektrolitler ile gösterdiği performans değişimleri
Performance dependencies of activated carbon and graphene based supercapacitors against to the change of discharge rates and electrolyte types
BATU CURA
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
EnerjiAnkara ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN SARI
- Konutlar için şebekeden bağımsız düşük güçlü bir güneş enerji sisteminin tasarımı ve analizi
Design and analysis of a network-independent low-power solar energy system for apartments
MALEK ASADZADEHSAADATLOU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İRES İSKENDER
- AAO şablonlar içerisine nikel biriktirme ile yüksek kapasiteli hibrit kapasitör elektrotlarının üretimi
Fabrication of high capacity hybrid capacitor elecrodes via nickel deposition into AAO templates
BURAG HAMPARYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Mikroalg temelli aktif karbon kullanarak hidrojen üretiminin hızlandırılması ve korona etkisi altında performansı arttırılan bir prototip süperkapasitör geliştirilmesi
Acceleration of hydrogen production using microalgae-based activated carbon and development of a prototype supercapacitor with enhanced performance under corona effect
RIDVAN ÇETİN
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDicle ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMET ALİ ARSERİM
DOÇ. DR. MURAT AKDEMİR
- Enerji depolama sistemleri için yeni bir hibrit materyal tasarımı
A new hybrid material design for energy storage systems
HAYRİYE ECE OTLUCA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ BİLİCİ
PROF. DR. ATIF KOCA