Measurement and performance analysis of 2D material based supercacitors
2 boyutlu malzeme tabanlı süperkapasitörlerin ölçüm ve performans analizi
- Tez No: 970877
- Danışmanlar: PROF. DR. NİHAN KOSKU PERKGÖZ, DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET BAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: CVD, Süperkapasitör, CVD, Supercapacitor
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektronik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Süperkapasitörler, hızlı şarj olabilme kabiliyeti, yüksek güç yoğunluğu ve çok uzun çevrim ömrü sayesinde küresel ölçekte büyük ilgi görüyor. Günümüz ve geleceğin enerji gereksinimleri için kritik bir teknoloji konumundalar. Bu çalışmada, kimyasal buhar biriktirme (CVD) ile nikel borür (Ni₂B) esaslı bir süperkapasitör elektrodu oluşturuyoruz. Deney düzeneğinde, bor, bor oksit ve nikel tozları 1000 °C civarında ısıtılıyor, hidrojen ve azot taşıyıcı gazlarıyla reaksiyona giriyor ve ~700 °C'deki daha serin bakır yüzeylere yoğunlaşıyor. Üretim sonrasında elde edilen Ni2B kaplı bakır örnekleri, 20.000 şarj-boşalt döngüsünde neredeyse %99 kapasite korunumu sergiledi. Düşük tarama hızında (5 mV s-1), yüzeysel kapasitans değeri ~20 mF cm-2 düzeyindeydi ve 1000 mV s-2 gibi yüksek taramalarda bile ~0.42 mF cm-2 olarak ölçüldü. Genişletilmiş voltaj aralıklarında (1.5 V'ye kadar) kapasite artışı gözlendi; bu, iyon erişiminin etkili ve difüzyon sınırının düşük olduğuna işaret ediyor. Galvanostatik veriler de yaklaşık 0.06 F mertebesinde özgül kapasitans (1 mg elektrot kütlesi üzerinden) ile birlikte güçlü kolombik verim olduğunu gösteriyor. Sonuç olarak, CVD yöntemle büyütülen Ni2B filmlerin kararlı enerji depolama ve uzun döngü ömrü sunduğu anlaşılıyor. Kontrollü çöktürme ile yüzeye sağlam yapışan, tekdüze bir tabaka elde ediliyor ve yüksek kapasitans değerleri gözleniyor. Ni2B süperkapasitörler, yenilenebilir enerji sistemleri ve hızlı şarj uygulamalarında verimli ve ölçeklenebilir bir çözüm olabilir.
Özet (Çeviri)
Supercapacitors. These gizmos are no regular batteries. They are fast, power-packed, and resilient, marking them as vital for today's and, more importantly, tomorrow's green power solutions. Let's dive into the nitty-gritty in a process called chemical vapor deposition (CVD), we used a slide of hot gases including hydrogen and nitrogen. These gases weave their way through a warmed glass pipe containing boron, boron oxide, and nickel powders. In the sweltering 1000°C heat, these materials react and settle onto less hot copper pieces at about 700 °C. Remember when your teacher said test your work? We did just that. Using Ni2B on copper, we tested how well our piece would do after 20,000 plug-ins and outs. We almost topped a hundred percent. Even at slower speeds, power levels touched nearly 20 mF/cm2. And it kept a steady 0.42 mF even when we hit the gas to 1000 mV/s. Plus, the component showed a great absorbing power even at high voltage, hinting at better ion accessibility and almost no diffusion barriers. Ni2B films using our CVD method show a stable charge hold. They outdo some of the usual nickel-base materials and pose as robust power options. By controlling boron's role and deposition, we create a smooth, nicely stuck coating with potential chemical properties. As the world hustle for efficient longevity in power preserving, Ni2B supercapacitors can open doors to better devices. Such a device can be part of solutions like green energy grids or other fast-changing needs.
Benzer Tezler
- Preparation of metal organic framework added conducting polymer based materials and their supercapacitor applications
Metal organik kafes yapısı katkılanmış iletken polimer esaslı malzemelerin üretimi ve süperkapasitör uygulamaları
HİLAL YILDIRIM KALYON
Doktora
İngilizce
2024
EnerjiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METİN GENÇTEN
DOÇ. DR. SEMİH GÖRDÜK
- Süperkapasitörler için MXene (Ti3C2Tx) ve MnFe2O4 katkılı kompozit elektrotların geliştirilmesi
Development of MXene (Ti3C2Tx) and MnFe2O4 added composite electrodes for supercapacitors
NURİ ERGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAFA POLAT
- Otomotiv ön cam buz çözme performansının sayısal olarak modellenmesi ve buzun erimesine etki eden parametrelerin irdelenmesi
Numerical modeling of windshield de-icing performance and parametric evaluation of ice melting process
SERHAN TATAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU
- Polarization dynamics of single-photon emitters in hexagonal boron nitride and their application in quantum key distribution
Altıgen bor nitrür'deki tek foton yayıcıların polarizasyon dinamikleri ve kuantum anahtar dağıtımındaki uygulamaları
ÇAĞLAR SAMANER
Doktora
İngilizce
2025
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERKAN ATEŞ
- Silika-fenolik kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of silica-phenolic composites prepared with compression molding method
ÖNDER GÜNEY
Doktora
Türkçe
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEM DEMİRKESEN