Bazı metal oksit / grafen temelli malzemelerin süperkapasitör uygulamaları
Küçük Resim Yok
Tarih
2024
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Günümüzde süperkapasitörler enerji depolamada önem kazandı. Süperkapasitörler, geleneksel kapasitörlere nazaran daha yüksek güç ve enerji yoğunluğuna sahiptir ve onlardan daha uzun ömürlüdür. Süperkapasitör elektrot malzemeleri yüzey alanı yüksek karbonlar, geçiş metal oksitler ve iletken polimerler arasından seçilebilir. Tez çalışmasında yeni nanokompozitlerin sentezlenmesi ve sentezlenen nanokompozitlerin yüksek elektrokimyasal performansa sahip süperkapasitör cihazlarının geliştirilmesi amaçlanmıştır. NiO, MnO2, Co3O4, GO, rGO, PANI, rGO/NiO, rGO/MnO2, rGO/Co3O4, rGO/NiO/PANI, rGO/MnO2/PANI, rGO/Co3O4/PANI malzemeleri eşdeğer devre sistemleri üzerinde uygulanabilirliğini göstermek amacı ile sentezlenmiştir. Sentezlenen malzemeler SEM-EDX, FTIR-ATR, termal gravimetrik analiz (TGA-DTA), 4-nokta prob katı iletkenlik ölçümleri, yüzey analizi (BET) ve Atomik kuvvet mikroskobu (AFM) gibi çeşitli yöntemler kullanılarak karakterize edilmiştir. Sentezlenen elektroaktif malzemelerden süperkapasitör cihazlar yapılarak elektrokimsayal performansları döngüsel voltametri (CV), galvanostatik şarj/deşarj (GCD), elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EES) methodları ile elektrokimyasal performans testleri gerçekleştirilmiştir. ZSimpWin 3.22 devre simülasyon programı ile teorik ve deneysel EES verilerinden MnO2 ve NiO bazlı malzemeler için merdiven devresi [R1(C1(R2(C2(R2(C3R3))))] ve Co3O4 bazlı malzemeler için [R1(C1(R2(C2R3)))] devre analizleri kullanılmıştır.
Nowadays, supercapacitors have gained importance in energy storage. It has higher power and energy density and longer life cycle than conventional capacitors. Supercapacitor electrode materials are chosen from carbonaous materials with high surface area, transition metal oxides, and conductive polymers. In this thesis, it is aimed to synthesize new nanocomposites and to develop supercapacitor devices with superior electrochemical performances. NiO, MnO2, Co3O4, GO, rGO, PANI, rGO/NiO, rGO/MnO2, rGO/Co3O4, rGO/NiO/PANI, rGO/MnO2/PANI, rGO/Co3O4/PANI materials were synthesized to show the applicability on equivalent circuits. The synthesized materials were characterized by various methods, such as SEM-EDX, FTIR-ATR, thermal gravimetric analysis (TGA-DTA), 4-point probe solid conductivity measurements, surface analysis (BET) and Atomic force microscopy (AFM). Electrochemical performances of supercapacitor devices were measured by various methods, such as cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge/discharge (GCD), electrochemical impedance spectroscopy (EIS). MnO2 and NiO based materials were tested by ladder equivalent circuit model [R1(C1(R2(C2(R2(C3R3))))]. However, Co3O4 based materials were tested by circuit model [R1(C1(R2(C2R3)))] using ZSimpWin 3.22 simulation programme.
Nowadays, supercapacitors have gained importance in energy storage. It has higher power and energy density and longer life cycle than conventional capacitors. Supercapacitor electrode materials are chosen from carbonaous materials with high surface area, transition metal oxides, and conductive polymers. In this thesis, it is aimed to synthesize new nanocomposites and to develop supercapacitor devices with superior electrochemical performances. NiO, MnO2, Co3O4, GO, rGO, PANI, rGO/NiO, rGO/MnO2, rGO/Co3O4, rGO/NiO/PANI, rGO/MnO2/PANI, rGO/Co3O4/PANI materials were synthesized to show the applicability on equivalent circuits. The synthesized materials were characterized by various methods, such as SEM-EDX, FTIR-ATR, thermal gravimetric analysis (TGA-DTA), 4-point probe solid conductivity measurements, surface analysis (BET) and Atomic force microscopy (AFM). Electrochemical performances of supercapacitor devices were measured by various methods, such as cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge/discharge (GCD), electrochemical impedance spectroscopy (EIS). MnO2 and NiO based materials were tested by ladder equivalent circuit model [R1(C1(R2(C2(R2(C3R3))))]. However, Co3O4 based materials were tested by circuit model [R1(C1(R2(C2R3)))] using ZSimpWin 3.22 simulation programme.
Açıklama
Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Ana Bilim Dalı
Anahtar Kelimeler
Enerji, Energy ; Kimya
