Gözenekli elektrotlardan süperkapasitör üretilmesi ve elektrokimyasal performanslarının araştırılması
Production of supercapacitors from porous electrodes and investigation of electrochemical performances
Yazar: KÜBRA BEGÜM TANGİL
Danışman: DOÇ. DR. ÖNDER YARGI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Süperkapasitörler yüksek güç performansına ve uzun kullanım ömrüne sahip enerji    depolama    sistemleridir.         Yapısında    kullanılan    bileşenlere    bağlı    olarak özellikleri   değişiklik   göstermekte   ve   arzu   edilen   kullanım   yerine   göre   kolayca tasarlanabilmektedir. Grafen esaslı süperkapasitörler, yüksek güç ve yüksek çevrim kararlılığına   sahiptir.      Bu   özellikleri   sayesinde   geniş   kullanım   alanlarına   sahip olmaktadır.   Bir  süperkapasitörün  özellikleri  kullanılan  bileşenlerin  özelliklerine  ek olarak  bileşenlerin  birbiri  arasındaki  uyuma  bağlıdır.  Bu  uyum  elektrot  ile  elektrolit arasındaki etkileşimi kuvvetlendirici yönde olması durumunda çok yüksek performans sağlamaktadır.     Buradan  hareketle  grafen  esaslı  süperkapasitör  üretimi  sırasında altlık olarak seçilen bakır ve nikel malzemeler ile grafen uyumu, ayırıcı ile elektrolit uyumu ve bunun sonucunda ortaya çıkacak elektrokimyasal özellikler bu çalışmanın araştırma konusunu oluşturmaktadır.  Bu çalışmada nikel-grafen, bakır-grafen elektrot üretimi,  yüksek  iyon  geçirgenliğne  sahip  poliakrilamid  jel  ayırıcı  sentezi  çalışılmış ve  iyonik  bis  (triflorametansülfonil)  imid  (bisimid)  ile  etkileşimleri  değerlendirmiş, CR2032 standardında tam bir süperkapasitör üretilmiş ve üretilen süperkapasitörlerin elektrokimyasal performans ölçümleri yapılmıştır.

Abstract:
Supercapacitors are energy storage systems with high power performance and long lifetime. Its properties vary depending on the components used in its structure and can be easily designed according to the desired use. Graphene-based supercapacitors have high power and high cycle stability. Thanks to these features, it has wide usage areas. The properties of a supercapacitor depend on the properties of the components used, as well as the compatibility between the components. This compatibility provides very high performance if the interaction between the electrode and the electrolyte is in the direction of strengthening. From this point of view, the compatibility of copper and nickel materials with the copper and nickel materials chosen as the substrate during the production of graphene-based supercapacitors, the compatibility of the separator with the electrolyte, and the electrochemical properties that will emerge as a result are the research subjects of this study. In this study, nickel-graphene, copper-graphene electrode production, high ion permeability polyacrylamide gel separator synthesis was studied and the interactions with ionic bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (bisimide) were evaluated, a complete supercapacitor was produced in CR2032 standard and electrochemical performance measurements of the produced supercapacitors were made.