Molibdendisülfit esaslı malzemelerin sentezi ve süperkapasitör uygulamalarının incelenmesi
Synthesis of molybdenedisulfide  based materials and investigation of supercapacitor applications
Yazar: ÖZGE DEMİR
Danışman: DOÇ. DR. METİN GENÇTEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Dönüşümlü voltametri = Cyclic voltammetry ; Empedans = Impedance ; Enerji = Energy ; Kondansatör = Capacitor ; İki boyutlu cisimler = Two dimensional bodies

Özet:
Bu tez çalışmasında literatürde ilk kez dönüşümlü voltametri tekniği kullanılarak molibdendisülfit (MoS2) esaslı 2 boyutlu malzemeler oda koşullarında tek basamakta üretilmiş ve bu malzemeler süperkapasitörlerde elektrot malzemesi olarak kullanılmıştır. Sentezin başarısını etkileyen faktörler olan destek elektrolit derişimi, çıkış maddesi derişimi ve döngü sayısı paremetreleri optimize edilerek bu paremetreler için optimum değerler sırasıyla 0.5M, 0.15M ve 10 döngü olarak belirlenmiştir. Üretilen MoS2 kaplı elektrotlar, spektroskobik, mikroskobik yöntemler kullanılarak karekterize edilmiştir. Üretilen malzemelerin kimyasal karakterizasyonları, X-ışınları fotoelektron spektroskopisi, X-ışını kırınım difraktometresi (XRD) ve SEM-EDX analizleri ile incelenmiş olup ayrıca kompozit malzemelerin yüzey morfolojileri ise SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) kullanılarak incelenmiştir. Son olarak, üretilmiş olan MoS2 esaslı malzemeler süperkapasitörlerde elektrot bileşeni olarak kullanılmıştır. Üretilmiş olan süperkapasitörler, dönüşümlü voltametri ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi yöntemleri ile karakterize edilerek ve bu sistemlerin kapasitif davranışlarının döngü sayısına göre değişimleri dönüşümlü şarj-deşarj tekniği kullanılarak incelenmiştir. En yüksek spesifik kapasitans değeri MoS-NA3 elektrot malzemesi olarak kullanıldığı durumda 1.0M H2SO4 destek elektrotlitinde 10 mA. cm-2 şarj deşarj akım yoğunluğuda 140mF. cm-2 olarak belirlenmiştir.

Abstract:
In this thesis, for the first time in the literature, molybdenum disulfide (MoS2) based 2-dimensional materials were produced in a single step at room conditions using the cyclic voltammetry technique and these materials were used as electrode materials in supercapacitors. The supporting electrolyte concentration, starting material concentration and cycle number parameters, which are the factors affecting the success of the synthesis, were optimized and the optimum values for these parameters were determined as 0.5M, 0.15M and 10 cycles, respectively. The produced MoS2 coated electrodes were characterized using spectroscopic and microscopic methods. The chemical characterizations of the produced materials were examined by X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction diffractometry (XRD) and SEM-EDX analysis, and the surface morphologies of the composite materials were examined using SEM (Scanning Electron Microscopy). Finally, the produced MoS2 based materials were used as electrode components in supercapacitors. The produced supercapacitors were characterized by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy methods and the changes in the capacitive behavior of these systems according to the number of cycles were investigated using the alternating charge-discharge technique. The highest specific capacitance value was determined as 10mA.cm-2 charge-discharge current density in 1.0M H2SO4 support electrode and 140mF.cm-2 when MoS-NA3 was used as the electrode material.