İki boyutlu fonksiyonel kompozit malzemelerin üretimi ve enerji uygulamaları

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: YUNUS PENLİK

Danışman: Semih Gördük

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Süperkapasitörler enerji depolama sistemleri içerisinde pilden sonra en bilineni olmakla birlikte, sahip oldukları hızlı şarj/deşarj süresi, yüksek güç yoğunlukları ve uzun çevrim ömürleri önemli avantajlarıdır. Süperkapasitör uygulamalar için en önemli bileşenlerden biri kullanılan elektrot bileşenidir. İki boyutlu malzemeler arasında grafen yapısına benzeyen ve literatürde yeni yeni yer almaya başlayan Borofen yapısının süperkapasitör uygulamalarında yapılan birkaç çalışması bulunmakla birlikte süperkapasitör elektrot malzemesi olarak üstün performans sergilediği bulunmuştur. Borofen sahip olduğu süper iletkenlik, yüksek yüzey alanı ve anizotropik yapısı sayesinde süperkapasitör uygulamalarında elektrot malzemesi olarak aday bileşikler arasında yer almaktadır. Metal iyonları ve organik bağlayıcılarının arasındaki koordinasyon bağları sayesinde oluşan kristal yapıdaki MOF yapıları geniş yüzey alanları, kontrol edilebilir boyutlara ve düzenli, gözenekli ağ yapısına sahiptirler. MOF yapıları bu gibi özellikleri ile elektrokimyasal olarak aktif bölgeler sağlayarak yükün depolanmasına katkıda bulunur. Buna ek olarak, MOF yapıları sahip xix oldukları geniş gözenek boyutları sayesinde elektron difüzyon yolunu kısaltarak dahil olduğu yapının elektrokimyasal davranışını geliştirirler. MOF bileşiklerinin en büyük dezavantajı zayıf bir iletkenliğe sahip olmasıdır. Literatürde yapılan çalışmalarda bu olumsuz özelliğin giderilmesi adına MOF yapılarına genellikle metal oksitler gibi bazı maddeler katkılanması ile süperkapasitör uygulamalarında kullanılabilecek iyi performans sergileyen elektrot malzemeleri elde edilmiştir. Bu tez çalışması kapsamında; ilk olarak Borofen ve HKUST-1 yapıları sentezlenmiştir. Daha sonra bu malzemeler kullanılarak literatürde yer almayan Borofen@HKUST-1 kompozit yapısı elde edilmiştir. Elde edilen bu malzemelerin yapıları çeşitli metotlar ile aydınlatılmıştır. Sentezlenen Borofen@HKUST-1 kompozit yapısının süperkapasitör elektrot malzeme için kullanılabilirliğinin belirlenmesi adına EIS, CV ve GCD yöntemleri ile elektrokimyasal olarak karakterize edilmiştir. Borofen@HKUST-1 kompoziti ile hazırlanan esnek elektrotun spesifik kapasitans‟ı 333.0 mF.cm-2 olarak bulunmuştur.