Preparing graphene based metal modified composite electrode and usage of lithium batteries
Grafen temelli metal oksit modifiye kompozit elektrotların hazırlanması ve lityum pillerinde kullanılması
Yazar: BERKAY METİN LEŞKERİ
Danışman: PROF. DR. ZEKERYA DURSUN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Bu yüksek lisans tez çalışması kapsamında grafen oksit ve indirgenmiş grafen oksit farklı yöntemlerle sentezlendikten sonra kimyasal yapıları X-ışınları fotoelektron spektroskopisi ile aydınlatılmıştır.Özellikle Hummers ve Brodie yöntemleriyle sentezlenmiş grafen oksitten hem termal indirgenme hem de kimyasal indirenme ile indirgenmiş grafen oksit elde edilmiştir. İndirgenmiş grafen oksidin elektriksel iletkenliği ve elekron iletim özelliği döngüsel voltammetri ile test edilmiştir.  Bir sonraki basamakta Co/Co3O4 ve Al2O3 sentezlenmiş ve bu metal oksitler grafen oksit ve indirgenmiş grafen oksitle karıştırılarak Co3O4/Al2O3-rGO nanokompozit elektrot malzemesi hazırlandıktan sonra lityum iyon pilleri için anot malzemesi olarak kullanılmıştır. Anot yarı hücrelerin hazırlanması için sentezlenen tüm malzemelerin morfolojik, kimyasal ve elektriksel özellikleri sırasıyla taramalı elektron mikroskobu, X-ışınları fotoelektron spektroskopisi ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi ile aydınlatılmıştır. Lityum iyon piller için bu nanokompozit malzemelerden test hücreleri için anot bölmesi hazırlanarak kullanılmıştır. Grafen oksit, indirgenmiş garfen oksit, tekli metal oksit içeren kompozit malzeme ve ikili metal oksit grafen oksit yapılı kompozit malzemeden hazırlanan anot test hücrelerin deşarj-çevrim sayısı verileri karşılaştırıldığında en yüksek deşarj kapasitesi 383 mAh/g-1 olarak Co3O4/Al2O3-rGO ile hazırlanmış anot test hücreden elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, graphene oxide and reduced graphene oxide were synthesized by different methods and their chemical structures were illuminated by X-ray photoelectron spectroscopy. Especially, graphene oxide synthesized by Hummers and Brodie methods yielded reduced graphene oxide by both thermal reduction and chemical reduction. The electrical conductivity and electron conductivity of the r Co/Co3O4 and Al2O3 were synthesized and these metal oxides were mixed with graphene oxide and reduced graphene oxide and Co3O4/Al2O3-rGO nanocomposite electrode material was prepared and used as an anode material for lithium ion batteries. The morphological, chemical and electrical properties of all synthesized materials for the preparation of anode half cells were determined by scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and electrochemical impedance spectroscopy respectively. Anode compartment for test cells was prepared from these nanocomposite materials for lithium ion batteries. When the discharge-cycle number data of anode test cells prepared from graphene oxide, reduced graphene oxide, single metal oxide composite material and binary metal oxide graphene oxide composite material were compared, the maximum discharge capacity was 383 mAh/g-1 prepared with Co3O4/Al2O3-rGO the anode was obtained from the test cell.