Development of nanocomposite electrodes and separators for supercapacitors
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ALPTEKİN AYDINLI
Danışman: HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Süperkapasitörler ya da elektrokimyasal kapasitörler 21. yüzyılın en çok umut vadeden enerji depolama sistemlerinden biri olarak bilinmektedir. Bataryaları tamamlama potansiyeline sahip süperkapasitörler yüksek özgül güç ve dikkate değer enerji yoğunlukları sayesinde çok fazla ilgi görmüşlerdir. Süperkapasitörlerin elektrikli araçlardan taşınabilir sistemlere ve cihazlara kadar çok çeşitli uygulama alanları bulunmaktadır. Bilhassa hızlı şarj-deşarj olma özelliği süperkapasitörlerin tüketici elektroniği, taşınabilir cihazlar ve yenilenebilir enerji sistemlerinde yer almasını mümkün kılmaktadır. Süperkapasitörlere esneklik, kumaşa uyum, çevre dostu bileşenler ve renk göstergesi gibi yeni işlevler kazandırılabilirse daha birçok elektronik sistemde yaygınlaşması söz konusu olabilecektir. Bu türden çoklu işlevsel özelliklere sahip süperkapasitörler hem sanayide hem de ticari uygulamalarda ilgi odağı olacaktır. Süperkapasitörlerde nanokompozit elektrot malzemelerinin kullanımı oldukça ilgi çekicidir. Süperkapasitörlerin nanokompozitler kullanılarak performanslarının geliştirilmesi için çok sayıda çalışma yürütülmüştür ve bu alanda geniş bir bilgi birikimi oluşmuştur. Ancak, nanokompozit malzemelerin çok çeşitli kombinasyonları sebebiyle bu alanda halen birçok bilinmeyen mevcuttur ve bundan dolayı çalışmaların devam etmesi gerekmektedir. Bu tez çalışmasında, karbon nanotüp-polianilin, genişletilmiş grafit-polipirol, karbon nanopul-mangan dioksit, indirgenmiş grafen oksit-molibden disülfit ve hegzagonal bor nitrür-molibden disülfit nanokompozitleri süperkapasitör elektrotları için etkin malzeme olarak incelenmiştir. Bunlara ek olarak, hegzagonal bor nitrür-polivinil alkol nanokompoziti ise süperkapasitörler için ayıraç olarak incelenmiştir. Nanokompozit malzemelerin kullanılması saf bileşenlere kıyasla süperkapasitörlerin birçok performans karakteristiğini geliştirmiştir. Bu sebeple, önümüzdeki yıllarda nanokompozit temelli süperkapasitörlerin ticarileşmesinin yaygınlaşmaya devam edeceği sonucuna varılmıştır.