Hidrotermal yöntemle bakır (II) oksit sentezi, karakterizasyonu ve süperkapasitörler için elektrot malzemesi olarak kullanılabilirliğinin incelenmesi
Synthesis and characterization of copper (II) oxide with hydrothermal method and investigation of its the usability as electrode material for supercapacitors
Yazar: GAMZE BOZKURT
Danışman: YRD. DOÇ. DR. JALE NAKTİYOK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Enerji sektörü için depolama mekanizmaları oldukça önemli bir yer tutmaktadır. Özel bir kapasitör türü olan süperkapasitörler yüksek enerji ve güç yoğunluğuna sahip olma ve uzun ömürlü olma gibi avantajlarından dolayı gelişmiş ülkeler tarafından fazlasıyla önemsenen enerji depolama mekanizmaları haline gelmiştir. Süperkapasitörlerin alt bir türü olan sözde kapasitörler düşük maliyetle yüksek spesifik kapasitans elde etme imkanı sağlamaktadır. Sözde kapasitörlerde elektrot malzemesi olarak kullanılan metal oksitlere yönelik çalışmalar literatürde önemli bir yer tutmaktadır. Bu çalışmada hidrotermal sentez yöntemi ile hazırlanan farklı morfolojilere sahip CuO yapıların süperkapasitörlerde elektrot malzemesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Sentezlenen CuO yapıları X-ışını difraktometresi (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), Fourier dönüşüm kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ve azot adsorpsiyon/desorpsiyon izotermleri yöntemleri ile karakterize edilmiştir. Ayrıca çevrimsel voltametri (CV) yöntemi kullanılarak malzemelerin spesifik kapasitansları hem taze elektrot için hem de 1000 çevrim ile yaşlandırılmış elektrot için belirlenmiştir. Yapılan çalışmada nanoçiçek, nanoyaprak, nanopartikül, nanoplaka, nanoyün ve kudret narı benzeri yapılar elde edilmiştir. En yüksek spesifik kapasitans NaOH ortamında Cu(CH3COO)2 ile sentezlenen kudret narı benzeri CuO için elde edilmiştir.

Abstract:
Storage mechanisms in the energy field are very important. Supercapacitors, which are a special type of capacitor, are energy storage mechanisms that are highly regarded by developed countries due to their advantages such as high energy and power density and long life. Pseudocapacitors, a subspecies of supercapacitors, provide the ability to achieve high specific capacitance at low cost. Studies on metal oxides used as electrode materials in pseudocapacitors have an important place in the literature. In this study, the possibility of using CuO structures with different morphology prepared by hydrothermal synthesis method as electrode material in supercapacitors was investigated. The synthesized CuO structures were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and nitrogen adsorption/desorption isotherm methods. In addition, the specific capacitances of materials using the cyclic voltammetry (CV) method were determined for both the fresh electrode and the aged electrode after 1000 cycles. In this study, nanoflower, nanoleaf, nanoparticle, nanoplate, nanowool, nanoparticles and momordica like have been obtained. The highest specific capacitance was obtained for momordica like CuO that synthesized in NaOH environment with Cu(CH3COO)2.