Enerji depolama uygulamaları için ikiboyutlu MOS2 esaslı nanokompozit serbest durabilen elektrotların geliştirilmesi

Elektrokimyasal enerji depolama elektrik enerjisini bir ortamda rezerve olarak tutup, ihtiyaç duyulduğunda depolanan bu enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürebilen sistemlerdir. Enerji depolama aygıtlarından bataryaların spesifik kapasite ve enerji yoğunluğu değerlerinin arttırılması artan enerji talebiyle paralel olarak yükseltilmeye çalışılmaktadır. Oldukça üstün özelliklere sahip iki boyutlu malzemelerin kullanılması yeni nesil bataryaların geliştirilmesine de katkı sunmaktadır. Bu tez çalışmasında modifeye edilmiş hummors yöntemiyle üretilmiş grafen oksit ve elektrokimyasal lityumlama yöntemiyle eksfoliye edilmiş MoS2 iki boyutlu malzemeleri kullanılarak MoS2/Grafen nanokompozit serbest durabilen elektrotlar üretilmiştir. Üretilen nanokompozit elektrotlar lityum iyon piller için 0.01-3.0V aralığında test edilerek anot malzeme performansı ve lityum hava pillerinde ise 2.0-4.5V aralığında oksijen akışı altında test edilerek nefes alabilen katot malzemesi olarak kullanılmıştır. Üretilen nanokompozitlerin morfolojileri, Alan Emisyonlu Taramalı Elektron Mikroskobu (FESEM) ve Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) kullanılarak karakterize edilmiştir. Grafen ve MoS2 katalizörlerinin element dağılımı, enerji dağılım spektrometresi (EDS) ile incelenmiştir. Faz yapıları Raman spektroskopisi ve X-ışını kırınım paternleri (XRD) kullanılarak incelenmiştir. Elektrokimyasal performansları, çevrimsel voltametri (CV), elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS),galvanostatik şarj-deşarj ve elektrokimyasal döngü testleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Temel olarak optimize edilmiş MoS2/Grafen nanokompozit anot 100 çevrim sonunda 700 mAh/g deşarj kapasitesi ve ilk çevrimden sonra %99 kapasite korunumu sergilemiştir ve lityum hava pilleri için üretilen MoS2/Grafen nanokompozit katot malzemesinde 12, 500 mAhg-1 'e ulaşan tam deşarj kapasitesi ve 1000 mAhg-1 limitli kapasitede 50 çevrim kararlı kapasite davranışı sergilemiştir.