Genişletilebilir grafit/hegzagonal bor nitrür esaslı köpük elektrotların yüksek performanslı süperkapasitör uygulamaları için geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Tez Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Karadeniz Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tez Danışmanı: Fatih Erdemir
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Desteklendiği Program: Diğer
Özet:
Bu tez çalışmasında, elektrokimyasal performansı artırılmış
ve geniş sıcaklık aralığında daha kararlı davranan süperkapasitör
elektrotlarının üretimi hedeflenmiştir. Bunun için köpük formda serbest duran
genişletilebilir grafit/h-BN kompozitler sentezlenmiştir. Çalışma, h-BN
takviyesinin elektrotların fiziksel ve kimyasal özelliklerindeki etkilerini
incelemektedir. Elektrotların süperkapasitif davranışları, 10-60°C arası
sıcaklıklarda yapılan çevrimsel voltametre (CV), galvanostatik şarj/deşarj
(GCD) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) teknikleriyle
değerlendirilmiştir. Bulgulara göre, köpükleştirici ajan olarak kullanılan
polivinilpirolidonun (PVP) parçalanması sonucunda grafitik matrisi pirolik ve
piridinik azot ile katkılandırdığı gözlemlenmiştir. h-BN takviyesi ile
elektrotların spesifik yüzey alanı, termal iletkenliği ve sıcaklık hassasiyeti
geliştirmesine rağmen elektrotların spesifik kapasitansını olumsuz
etkilemiştir. Düşük sıcaklıklarda yapılan çevrimsel kararlılık testlerinde,
h-BN takviyesinin çevrimsel kapasiteyi olumsuz yönde etkilediği; buna karşın
yüksek sıcaklıklarda h-BN'in olumlu etkiler yarattığı gözlemlenmiştir. Son
olarak, simetrik bir süperkapasitör cihazı oluşturularak, bu elektrotların
gerçek uygulamalarda nasıl performans gösterdiği incelenmiştir.