Redoks akışkan batarya sistemleri için yeni bileşenlerin araştırılması
Investigation of new materials for redox flow batteries
Yazar: DİLEK YALÇIN
Danışman: PROF. DR. ADNAN ÖZCAN ; DOÇ. DR. METİN GENÇTEN
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Redoks çiftleri = Redox couplex

Özet:
Bu tez çalışmasında MnO2, NiO ve Cu2O metal oksit elektrokatalizörleri elektrodepolama yöntemiyle CV yardımıyla elektrokimyasal olarak karbon-bazlı bir elektrot olan kalem grafit elektrot (KGE) yüzeyinde oluşturulmuştur. Bu kapsamda KGE yüzeyinde metal oksit oluşturmak için sentez potansiyel aralığı (V), destek elektrolit asit derişimi (M), metal oksit kaynağı derişimi (M) ve döngü sayısı incelenmiştir. Modifiye elektrotlar, CV ve EİS ile elektrokimyasal; SEM/EDX, XRD ve XPS ile yüzeysel ve yapısal olarak karakterize edilmiştir. Metal oksit modifiye elektrotların etkinliği anodik ve katodik pik potansiyelleri arasındaki fark (∆V, V) ve yük transfer dirençlerine (Rct, Ω) bakılarak değerlendirilmiştir. 
Ham KGE'yi MnO2 ile modifiye etmek içinki optimum koşullar olarak ‒0,5/1,5 V potansiyel aralığı; 3 M H2SO4 destek elektrolit ortamı; 0,5 M KMnO4 metal oksit kaynağı derişimi ve 50 döngü bulunmuş; MnO2 varlığı SEM/EDX, XRD ve XPS ile desteklenmiştir. NiO ile modifiye KGE için optimum üretim koşulları olarak 0/+1,2 V potansiyel aralığı; 2 M H2SO4 destek elektrolit ortamı; 0,1 M NiSO4 metal oksit kaynağı derişimi ve 50 döngü bulunmuş; NiO varlığı SEM/EDX, XRD ve XPS ile desteklenmiştir. Cu2O ile modifikasyon için seçili değerler arasından en iyi sentez koşulları olarak ‒0,5/ 1,5 V potansiyel aralığı; 3 M HNO3 destek elektrolit ortamı; 0,5 M CuSO4 metal oksit kaynağı derişimi ve 100 döngü bulunmuş; Cu2O varlığı SEM, XRD ve XPS ile desteklenmiştir.

Abstract:
In this dissertation, MnO2, NiO and Cu2O metal oxide electrocatalysts were electrochemically synthesized on the surface of pencil graphite electrode (PGE), which is a carbon-based electrode, with the mean of CV by electrodeposition. In this scope, the synthesis potenatial range (V), acid concentration (M) as the supporting electrolyte, metal oxide precursor concentration (M) and number of cycles were investigated to form metal oxide on the PGE surface. Modified electrodes were electrochemically characterized via CV and EIS and interpreted the surface and the structure by SEM/EDX, XRD and XPS. The activity of metal oxide modified electrodes was evaluated by the differences between anodic and cathodic peak potentials (∆V, V) and charge transfer resistances (Rct, Ω).
The optimum conditions to modify raw PGE as MnO2 metal oxide were observed ‒0.5/1.5 V as potential range; 3 M H2SO4 as supporting electrolyte medium; 0.5 M KMnO4 precursor concentration and 50 cycles. For NiO modified PGE, the optimum conditions were 0/1.2 V as the potential range for synthesis; 2 M H2SO4  as acid concentration; 0.1 M NiSO4 as metal oxide source concentration and 50 cycles as the cycle number. The optimum conditions among selected values for modification as Cu2O on PGE were found ‒0.5/1.5 V as the potential range; 3 M HNO3 for supporting electrolyte as acid concentration; 0.5 M CuSO4 metal oxide source medium and 100 cycles as cycle number. The presence of metal oxides were supported by SEM/EDX, XRD and XPS.