İleri fonksiyonel hibrit malzemelerin hazırlanması ve enerji uygulamaları
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: NİSA KAYIR
Danışman: Semih Gördük
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Teknolojinin hızla gelişmesi ve enerjiye olan ihtiyacın artması, enerji depolama sistemlerini kritik bir noktaya taşımıştır. Bu bağlamda, uzun çevrim ömrü ve yüksek kararlılık özellikleriyle süperkapasitörler, geleneksel enerji depolama cihazlarına kıyasla öne çıkmaktadır. İki boyutlu (2D) malzemeler arasında grafen uzun yıllardır ilgi odağı olmuşken, son yıllarda ortaya çıkan MXene malzemeleri, geçiş metali karbür, nitrür ve karbonitrürlerinden oluşan yapılarıyla grafene güçlü bir alternatif haline gelmiştir. MXene'ler yüksek elektriksel iletkenlik, mekanik esneklik, geniş yüzey alanı ve üstün elektrokimyasal performans gibi avantajları sayesinde süperkapasitör elektrotları için son derece uygun adaylardır. Ayrıca, yüzeylerinde bulunan –O, –OH ve –F gibi fonksiyonel gruplar sayesinde hidrofilik özellik gösterir, sulu çözeltilerde kolaylıkla dağılabilir ve kompozit yapılara kolayca entegre olabilirler. Bununla birlikte, ftalosiyaninler de geniş π-konjuge yapıları, yüksek kimyasal ve termal kararlılıkları sayesinde süperkapasitörlerde elektrot malzemesi olarak değerlendirilebilecek önemli makrosiklik bileşiklerdir. Geçiş metalleri ile kompleks oluşturabilme yetenekleri, redoks aktiflikleri, kararlı film oluşturma kapasiteleri ve karbon bazlı malzemelerle oluşturdukları kompozitlerde sağladıkları sinerji, enerji depolama performansını önemli ölçüde artırmaktadır. Bu çalışmada, karboksilik asit fonksiyonel grupları içeren kobalt(II) ftalosiyanin (CoPc) ve nikel(II) ftalosiyanin (NiPc) bileşikleri kullanılarak MXene yapısı ile hibrit bir malzemenin geliştirilmesi amaçlanmıştır. MXene'in katmanlı yapısından kaynaklanan yığılma problemi, CoPc ve NiPc katkılarıyla azaltılarak hem agregasyonun önlenmesi hem de π-konjuge yapılar sayesinde aktif yüzey alanının artırılması hedeflenmiştir. Sentezlenen hibrit yapının yapısal ve morfolojik özellikleri çeşitli spektroskopik, kristalografik yöntemlerle incelenmiş; esnek süperkapasitör elektrotu olarak uygulanabilirliği dönüşümlü voltametri, elektrokimyasal empedans spektroskopisi ve şarj-deşarj testleri ile araştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Enerji, fonksiyonel malzeme, Ftalosiyanin, MXene, süperkapasitör