Characterization of electrodes used in rechargeable batteries with synchrotron radiation

Bu doktora tezinde, Mn bölgelerine Co ve Ni katkılamasının Na0.44MnO2 nanorodunun elektrokimyasal performansına etkisi araştırıldı. Son yıllarda, nanomalzemeler sodium-iyon pil teknolojisinde öne çıkmıştır ve sodium-iyon pillerin ticarileştirilmesinde önemli bir rol almaktadır. Na0.44MnO2 kısa difüzyon mesafesi ve geniş reaksiyon alanı gibi benzersiz avantajlar sağlayan tünel tipi nanorod yapısına sahiptir. Diğer taraftan bu kompleks yapının avantajları olduğu kadar dezavantajları da mevcuttur: uzun döngülerde ortaya çıkan yapısal stress ve Mn bölgelerinde Jahn-Teller etkisi ile ortaya çıkan kristal yapı deformasyonu. Bu çalışmada, Na0.44MnO2 nanorod içerisindeki Mn bölgelerine Co ve Ni ikamesi yapılarak yapısal deformasyonun engellenmesi ve pil performansının arttırılması hedeflenmiştir. Araştırma sırasında fiziksel ve elektrokimyasal analizler detaylı şekilde yapılmıştır, özellikle kristal yapıdaki değişimleri detaylı şekilde incelemek için synchrotron radyasyonunun benzersiz özelliklerinden faydanalınılmıştır. Çalışmada yürütülen analizler sonucunda, Na0.44MnO2 bileşiğinde Mn bölgelerine %0.1 ve %0.5 Ni ve %0.1 Co ikame edilen örneklerinin Na0.44MnO2 bileşiğine göre daha yüksek kapasite tutma oranına sahip olduğu belirlenmiştir.