Süperkapasitör uygulamaları için potansiyel elektrot malzemesi olarak ZnCo2O4 nanoyapılarının sentezi ve elektrokimyasal özellikleri
Synthesis and electrochemical properties of ZnCo2O4 nanostructures as potential electrode material for supercapacitor applications
- Tez No: 962351
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BİNGÜL KURT URHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Iğdır Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Süperkapasitörlerde enerji depolama kapasitesinin iyileştirilmesi için hedefe yönelik morfolojiler ve redoks etkileşimleri içeren gelişmiş elektrot mimarilerinin tasarlanması oldukça önemlidir. Bu çalışmada, bağlayıcı içermeyen çinko kobaltit (ZnCo2O4) naoyapılı elektrotlar doğrudan nikel köpük (NF) substrat üzerine, elektrokimyasal yöntem ve ardından ısıl tavlama işlemi uygulanarak kolay bir stratejiyle başarılı bir şekilde sentezlenmiştir. Elektrot yüzey morfolojisi biriktirme potansiyeli ve süresi kontrol edilerek geniş yüzey alanına sahip, homojen ve sıra-düzenli ZnCo2O4 nanotabakalar elde edilmiştir. Bu nanoyapıların kimyasal bileşimleri ve morfolojileri X-ışını kırınımı (XRD), X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS), enerji dağılımlı X-ışını (EDX) analizi ve alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu (FE-SEM) teknikleri kullanılarak kapsamlı bir şekilde karakterize edilmiştir. Elektrotların elektrokimyasal özellikleri üç elektrotlu bir konfigürasyonda, dönüşümlü voltametri (CV), galvanostatik şarj-deşarj (GCD) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ölçümleri ile analiz edilmiştir. 1 M KOH elektrolit kullanılarak gerçekleştirilen GCD ölçümlerinde 2 mA/cm2 akım yoğunluğunda ZnCo2O4/NF nanoyapılarının alan kapasitansı 1,34 F/cm2 olarak hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar, çoklu değerlikli Zn ve Co türlerinin sinerjik entegrasyonuna, tasarlanmış nanotabaka morfolojisine ve düşük arayüz direncine atfedilmektedir.
Özet (Çeviri)
Designing advanced electrode architectures with targeted morphologies and redox interactions is crucial for enhancing the energy storage capacity of supercapacitors. In this study, binder-free zinc cobaltite (ZnCo2O4) nanostructured electrodes were successfully synthesized directly onto a nickel foam (NF) substrate via a facile strategy involving electrochemical deposition followed by thermal annealing. The electrode surface morphology was controlled via deposition potential and time, resulting in the formation of homogeneous, well-ordered ZnCo₂O₄ nanosheets with a large surface area. The chemical compositions and morphologies of these nanostructures were extensively characterized using X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), energy dispersive X-ray (EDX) analysis and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) techniques.The electrochemical properties of the electrodes were analyzed using cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge-discharge (GCD) measurements, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in a three-electrode configuration. In GCD measurements performed using a 1 M KOH electrolyte, the areal capacitance of the ZnCo2O4/NF nanostructures was calculated to be 1.34 F/cm² at a current density of 2 mA/cm². The obtained results are attributed to the synergistic integration of multivalent Zn and Co species, the designed nanosheets morphology, and the low interfacial resistance.
Benzer Tezler
- Asimetrik süperkapasitör uygulamaları için biyokütle temelli elektrot malzemelerinin geliştirilmesi
Development of biomass-based electrode materials for asymmetric supercapacitor applications
BURAK BAYKAL
- Utilizing some forest biomass as supercapacitor electrode material
Orman biyokütlelerinin süperkapasitör elektrot malzemesi olarak kullanımı
YAREN BUMİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANZADE AÇMA
- Enerji depolama sistemleri için elektrot materyallerinin geliştirilmesi
Development of electrode materials for energy storage systems
SEDA POLAT
- Nikel köpüklerin ergimiş KOH içerisinde anodik oksidasyonu ile süperkapasitör uygulamaları için elektroaktif nikel oksit üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of electroactive nickel oxides grown on nickel foam by anodic oxidation in KOH melts for supercapacitor applications
NAZLI İREM TOKMAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Karbon nanofiber esaslı hibrit elektrotların geliştirilmesi ve süperkapasitör uygulamaları
Development of carbon nanofiber based hybrid electrodes and supercapacitors applications
HAMİDE AYDIN
Doktora
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELCAN KARAKUŞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÜMRAN KURTAN