3
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Molibden borür'ün sentezi, karakterizasyonu ve katı hâl esnek süperkapasitör uygulamasının incelenmesi
Yenilenebilir enerji kaynaklarından enerji elde edilmesi ve bu enerjinin ihtiyaç duyulduğunda kullanılabilmesi açısından enerji depolama büyük önem taşımaktadır. Son yıllarda süperkapasitörler için çeşitli enerji depolama malzemeleri üzerine araştırmalar hızla artmıştır. Bir süperkapasitör elektrodundaki malzemenin değerlendirilmesi için; yüksek performanslı süperkapasitör cihazlarının tasarımı ve geliştirilmesi amacıyla, spesifik güç ve enerji yoğunluğu, elektriksel iletkenlik, yüzey özellikleri, dayanıklılık, yüzey alanı ve gözenek boyutu dağılımı açısından umut verici sonuçlar göstermesi gerekmektedir. Günümüzde, süperkapasitör elektrotlarının endüstriyel uygulamaları tatmin edici değildir. Bu tez çalışmasında basınçsız sinterleme metodu ile Molibden Alüminyum Borür (MAB) fazı sentezlenmiştir. Yüksek verimli MoB (MBene) sentezi için NaOH ve LiF-HCl aşındırma çözeltileri kullanılarak molibden alüminyum borür fazının kimyasal eksfoliasyonu sunulmaktadır. Aşındırma çözeltileri, suda katmanlar arası Al'yi seçici olarak molibden alüminyum borürden çıkararak 2D MoB nanoyapıları oluşturmaktadır. Bu nedenle, daha iyi nanoyapı verimi elde etmek için farklı Al afinitelerine sahip aşındırma çözeltilerinin seçimi araştırılmıştır. MAB'ın farklı aşındırma çözeltileri ile kimyasal eksfoliasyonunun bir sonucu olarak elde edilen MBene numuneleri olan 25HT/MoAl1–xB ve 10/MoAl1–xB'nin XRD analizinde ortaya çıkan karakteristik zirvelere göre tetragonal ortorombik MoB oluştuğu, 25/MoAl1–xB ve LiF-HCl/MoAl1–xB 'de ortaya çıkan karakteristik zirvelere göre tetragonal ortorombik MoB oluştuğu görülmüştür. Farklı aşındırma çözeltileri uygulanması ile iki farklı MBene (MoB) yapıların ortaya çıkması sonucunda dikkat çekici bir bulgu elde edilmiştir. 10/MoAl1-xB'nin interdigit elektrotlu süperkapasitör uygulaması gerçekleştirilmiştir. Üretimi gerçekleştirilen MoB nanotabakaları; SEM, BET, XRD ve EDS analiz teknikleri uygulanarak karakterize edilmiştir. MoB elektrotlarının süperkapasitör performansları hakkında bilgi edinilmesi ve enerji depolama alanında kullanabilirliğini incelemek amacıyla numunelere CV, GCD ve EIS analiz teknikleri uygulanmıştır.
Kullanılmış bataryalardan grafit anot materyalinin geri dönüştürülmesi
Bu çalışmada1,8 V altında kalan atık lityum-iyon pillerin geri dönüşüm süreçleri ve geri dönüştürülen malzemelerin yeniden değerlendirmesi üzerine çalışılmıştır. Geri kazanılan anot malzemesi, hidrometalurjik ve pirometalurjik yöntemlerle saflaştırılmıştır. Analiz sonucunda %99,97 oranla grafitin kalite standartlarını karşılayan ve ticari pil uygulamaları için uygun bir malzeme olduğunu göstermiştir. Çalışmanın sonunda, geri dönüştürülmüş anotlar farklı oranlarda aktifleştirilerek test edilip yeni piller yapılmış ve performansları karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, hem geri dönüşüm sürecinin etkinliğini hem de geri kazanılmış malzemelerin yeniden kullanım potansiyelini ortaya koymuştur. Atık lityum-iyon pillerin geri dönüşümü, çevresel kirliliğin azaltılması ve sınırlı doğal kaynakların korunması için büyük önem taşımaktadır. Bu süreç, enerji sektöründe sürdürülebilirliği desteklemekle birlikte değerli hammaddelerin ekonomiye kazandırılması yoluyla ekonomik faydalar da sağlamaktadır. Bu tür çalışmalar, döngüsel ekonomi hedefleri doğrultusunda yenilikçi ve çevre dostu çözümler geliştirilmesine katkıda bulunmaktadır.
Savunma sanayi için giyilebilir kumaşlar üzerine yeni nesil katot malzemesi ile li-iyon batarya geliştirilmesi
Bu çalışmada, SuperC65 ile aktive edilmiş askeri sınıf karbon kumaş katot temel malzemesi olarak kullanılmıştır. Elektrokimyasal performansı, değişen oranlarda Lityum Demir Fosfat (LFP) ve Lityum Titanyum Oksit (LTO) eklenerek değerlendirilmiştir. Araştırma, katot malzemesinin bu katkı maddeleri ile modifiye edilmesine ve farklı oranların elektrokimyasal performansı nasıl etkilediğinin araştırılmasına odaklanmaktadır. Katot malzemesinin performansını artırmak için yüzey modifikasyonları ve katkı uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Elektrokimyasal performansı değerlendirmek için Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS) ve Döngüsel Voltametri (CV) teknikleri kullanılmıştır. Bu teknikler, katkı maddeleri ile modifiye edilmiş katot malzemelerinin yük transfer direnci, iyon difüzyon özellikleri ve redoks davranışları hakkında bilgi sağlamıştır. Ayrıca, yüzey ve yapısal karakterizasyon için Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM) ve X-ışını Kırınımı (XRD) kullanılmıştır. Sonuç olarak, katkı maddesi eklendikten sonra morfolojik değişiklikler, kristal yapılar ve element dağılımları ayrıntılı olarak analiz edilmiştir. Optimum katkı oranı kullanılarak tam hücreli bir lityum-iyon pil üretilmiştir ve elektrokimyasal davranışı ayrıntılı olarak analiz edilmiştir. Sonuçlara dayanarak, farklı katot bileşimleri ile üretilen bataryalar için karşılaştırmalı performans değerlendirmeleri yapılmıştır. SuperC65 aktif karbon kumaşın elektrokimyasal performansı, LFP ve LTO'nun dahil edilmesiyle önemli ölçüde iyileştirilmiştir. Döngü ömrünü ve kapasitesini artırırken güvenlik endişelerini de azaltmıştır. Sonuç olarak, patlama gibi güvenlik riskleri minimize edilmiş yüksek performanslı bataryalar geliştirilmiştir. Elde edilen bulguların, başta savunma sanayine yönelik enerji depolama uygulamaları olmak üzere birçok sektörde yenilikçi çözümlere öncülük etmesi amaçlanmıştır.