Akademik Veri Yönetim Sistemi
ARVAS M. B. (Yürütücü), Şahin M., YAZAR AYDOĞAN S., ÖZEROĞLU C.
TÜBİTAK Projesi, 1002 - Hızlı Destek Programı, 2024 - 2025
Son yıllarda yapılan çalışmalar üstün performansa sahip ve özellikleri iyileştirilmiş hidrojellerin süperkapasitör elektrolit ve seperatörü olarak kullanımlarının geliştirilmesi yönündedir. Bu projede, oda sıcaklığında ve tek basamakta redoks başlatıcı kullanarak akrilamid (AAm)’in N,N’-metiilen bisakrilamid(MBAAm) ile çapraz bağlanma polimerizasyonunda poli(vinilsülfonik asit Na tuzu) (PVSANa) ile modifiye edilmiş ve yüzey aktif maddeler; trikaprilmetil amonyum klorür (Aliquat 336), sodyum dodesil sülfat sodyum tuzu (SDSNa), Tween 20 (Polisorbat 20)) karıştırılarak üretilen yüksek iyonik iletkenliğe, elektrokimyasal kararlılığa ve elastik özelliklere sahip hidrojel elektrolit/seperatörler üretilmesi ve üretilen hidrojellerin süperkapasitör performansı anot ve katotunun grafit plakalar olduğu 4.0 cm2 simetrik süperkapasitör cihazlarında elektrokimyasal olarak test edilmesi amaçlanmaktadır. Projede yer alan yüzey aktif maddeler polimerizasyon ortamı için hem uyumlaştırıcı olarak hem de iyonik fonksiyonel gruplar içerdiklerinden iyonik dağılımı artırmaktadırlar. Redoks polimerizasyonu ile hazırlanan hidrojellerin üretimi dakikalar içerisinde gerçeleşmekte olup oldukça hızlıdır. Bu proje kapsamında Merkapto süksinik asit ve Ce (IV) başlatıcı sistemi kullanılacaktır. Literatürde yer alan bir çalışmada aynı başlatıcı sistem kullanılmış olup akrilamit, N,N′‑Metilen Bisakrilamit ve vinil sülfonik asit ile hazırlanan hidrojelin şişme kapasiteleri de incelenmiştir(Süren et al., 2024). Vinil sülfonik asit çözünmeyi sağlarken hidrojel üzerinde yaptığı iyonik etki parasetamol’ün adsorpsiyon kinetiğini artırmıştır. Proje çalışmamızda EDLC için geliştirilecek elektrolitlerin depolanması için gösterilen mekanizma da yük adsorpsiyon desorpsiyonuna dayanmaktadır. Polivinil sülfonik asit’in etkisiyle zincir boyunca kesintisiz devam eden iyonik iletkenlik artacak ve yüzey aktif maddelerin iyonik fonksiyonel grupları sayesinde yük adsorpsiyonu dolayısıyla da süperkapasitörün kapasitansı artacaktır. Projede elde etiğimiz hidrojeller N,N′‑Metilen Bisakrilamit oranları çok düşük olduğundan homopolimer olup, çapraz bağlayıcının oranları da değiştirilerek elde edilen farklı esneklikteki hidrojellerin iyonik hareketliliğe ve yük birikimine etkisi de elektrokimyasal olarak incelenecektir. Ekimizde danışman olarak görev alan araştırmacının redoks başlatıcı sistemli akrilamit esaslı hidrojel sentezi üzerine çalışmaları olup, bu hidrojellerin adsorpsiyon kinetiği üzerine çalışılmıştır(Özeroğlu and İpek, 2018; Süren et al., 2024). Ancak elektrokimyasal enerji depolama sistemlerinde akrilamit esaslı hidrojellerin uygulamaları olmasına rağmen bu yöntemlerin üretim yönteminin uzunluğu, farklı başlatıcı sistemlerin kullanımının getirdiği saflaştırma sorunları, homojenizasyon problemi, kontrol edileblir in situ polimerizasyonun olmayışı bu konuda öne çıkan eksikliklerin bazılarıdır. Yüzey aktif maddeler katkılı ve iyonik fonksiyonel gruplar içeren polimerle hazırlanan akrilamit esaslı hidrojellerin (semi-IPNs) katı hal süperkapasitör uygulamaları bu bağlamda literatürde ilk kez incelenecektir.