Akademik Veri Yönetim Sistemi
Aghazada A., Arvas M. B., Şahin M. (Yürütücü)
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2023 - 2025
Endüstrinin modern gelişimi sebebiyle her geçen gün artan enerji tüketimi, elektronik cihazların, robotların ve tıbbi cihazların kullanımındaki artış, cep telefonlarının boyutunun küçültülerek enerji verimliliğinin artırılması gibi araştırmalar, enerji depolama cihazlarının gelişimi için ivmelendirici gelişmelerdendir.Süperkapasitörler yeni nesil enerji depolama cihazları olup, yüksek güç ve akım yoğunlukları, uzun ömürleri ve göreceli düşük üretim maliyetleri nedeniyle tercih edilmektedirler. Süperkapasitörlerdeki enerji depolanması mekanizmaları temel olarak ikiye ayrılır: elektriksel çift tabaka kapasitörler (EDLC) ve Psödokapasitörler. EDLC süperkapasitörleri için elektrot malzemeleri, geniş yüzey alanına ve yüksek iletkenliğe sahip olmalıdır. Grafen, grafen oksit, aktif karbon, grafitik karbon nitrür ve karbon nanotüpler, bu tür malzemelerin örnekleridir. Bazı geçiş metali oksitleri ve iletken polimerler psödokapasitörlerde kullanılır ve redoks davranışı gösterir. Psödokapasitörler genellikle EDLC'lerden daha yüksek enerji yoğunluğuna ve spesifik kapasitansa sahiptirler. Ancak, kullanılan metal oksitlerin iletkenliği zayıf olduğundan şarj-deşarj esnasında direnç gösterebilirler. Ayrıca, döngü stabiliteleri ve ömürleri EDLC’lere göre daha kısadır. Nano yapıda ve iki boyutlu (2D) malzemelerden olan grafen oksit ve indirgenmiş grafen oksit gibi malzemeler ve psödokapasitif, yani redoks aktivitesi gösteren malzemelerin çeşitli yöntemlerle bir araya getirilen kombinasyonları, metal oksitin iletkenliğini ,döngü stabilitesini ve kullanım ömürünü iyileştirmenin en iyi yollarından biridir. Metal oksitlerin farklı morfolojilere sahip olacak şekilde üretilmeleri kompozit yapılacak malzemelerle etkileşimlerini kontrollü bir şekilde artırmakta, ayrıca değiştirilebilir morfolojileri sayesinde yüzey alanlarının da çeşitlilik göstermesi elektrot malzemelerinin tasarımını geliştirmektedir. Bu proje çalışmasında Hummer’s metoduyla üretilecek grafen oksit (GO) filtrasyon yöntemiyle herhangi bir bağlayıcı kullanmadan film haline getirilecek, üretilen filmler kimyasal yolla indirgenerek indirgenmiş grafen oksit (rGO) üretilecektir. Bu filmlerin hazırlanmasından sonra GO film aynı yöntemle üretilirken sentez ortamına hidrotermal yöntemle üretilmiş en az üç farklı nanoçiçek morfolojiye sahip metal oksit değişen miktarlarda ilave edilecek kompozit filmler elde edilecektir. Bu filmlerin süperkapasitör performansları CR2032 düğme pil içerisinde negatif elektrot olarak grafitin kullanıldığı asimetrik konfigürasyon yapılarak, dönüşümlü voltametri (CV), galvanostatik şarj deşarj (GCD) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) yöntemleriyle süperkapasitör performansları incelenecektir.