Spinel kobaltit tabanlı süperkapasitörlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of spinel cobaltite based supercapacitors
Yazar: TUĞÇE ERTUĞRUL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ BURAK KİREMİTLER ; DOÇ. FATMA KILIÇ DOKAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Dünyanın gelişmesiyle beraber açığa çıkan enerji kaynağı sorunu, bilimsel araştırmaların bu yöne doğru kaymasına sebep olmuştur. Fosil yakıtların çevreye zararı ve enerji ihtiyacı için kullanılması sebebi ile günden güne azalıyor olması ise bu konuda yapılan çalışmaların ivmesini arttırmıştır. Bu çalışmalar esnasında, üretilen enerjinin depolanması sorunu ortaya çıkmaktadır ve diğer enerji depolama yöntemlerine kıyasla elektrokimyasal enerji depolama uygulamaları daha verimli ve daha kullanılabilirdir.  Elektrokimyasal olarak enerji depolayan sistemler içerisinde yüksek stabiliteye ve uzun döngüsel yeteneğe sahip olan süperkapasitörler, geçmiş yıllarda ve günümüzde yapılan çevre dostu, verimli yapısı ve yüksek güç yoğunluğu açısından enerji depolama çalışmalarına konu olmuştur. Bu bilgiler ışığında yapılan tez çalışmasında, farklı spinel kobaltit yapılı kompozitlerin hem fiziksel hem elektrokimyasal özelliklerinin karşılaştırılması amaçlanmış ve nano malzemelerin özelliklerinden faydalanılarak bu kompozit yapılar ile elektrotların geliştirilmesi üzerine durulmuştur. MCo2O4(M=Ni, Mn, Cu, Zn…) yapısına sahip spinel kobaltitler nikel, mangan, bakır ve çinko ile kompozit hale getirilerek bu farklı nanokompozitlerden yarı hücreler geliştirilmiştir. Elde edilen yarı hücreler malzeme sentezinden nihai elektrokimyasal performans karakterizasyonlarını içeren tüm aşamaları için detaylı olarak çalışılmış ve karşılaştırılmıştır.

Abstract:
With the development of the world, the issue of energy sources has emerged, leading scientific research to shift in this direction. The fact that fossil fuels are decreasing day by day due to their damage to the environment and their use for energy needs has increased the momentum of studies on this subject. During these studies, the problem of storing the generated energy arises and electrochemical energy storage applications are more efficient and more usable compared to other energy storage methods.  Supercapacitors, which have high stability and long cyclic capability among electrochemical energy storage systems, have been the subject of energy storage studies in the past and today in terms of environmentally friendly, efficient structure and high power density. In the light of this information, this thesis aims to compare both the physical and electrochemical properties of different spinel cobaltite composites and focuses on the development of electrodes with these composite structures by utilizing the properties of nanomaterials. Spinel cobaltites with MCo2O4 (M=Ni, Mn, Cu, Zn...) structure are composited with nickel, manganese, copper and zinc and act as working electrodes in the half cell. Spinel cobaltites structures with MCo2O4 (M=Ni, Mn, Cu, Zn, etc.) have been developed by compositing with nickel, manganese, copper, and zinc. These various nanocomposites have been used to develop half-cells, where they serve as the working electrode. The half-cells have been thoroughly studied and compared, covering all stages from material synthesis to final electrochemical performance characterization.