Kükürt katkılı grafen ve molibden disülfür tozların üretimi ve lityum-iyon pil anot malzemesi olarak kullanımlarının incelenmesi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: AYSU SILA ŞAHİN

Danışman: Metin GENÇTEN

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada, kükürt katkılı grafen (S-GT) ve molibden disülfür (MoS₂) bazlı iki boyutlu (2B) malzemeler tek bir adımda elektrokimyasal bir yöntem kullanılarak oda sıcaklığında (20 ila 25 °C) sentezlenmiştir. Sentezlenen S-GT ve MoS₂ tozlarının yapısal, morfolojik ve kimyasal özellikleri, X-ışını kırınımı (XRD), X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS), taramalı elektron mikroskopisi (SEM), transmisyon elektron mikroskopisi (TEM) ve Raman spektroskopisi dahil olmak üzere bir dizi karakterizasyon tekniği kullanılarak incelenmiştir. Optimize edilmiş S-GT ve MoS₂ tozları lityum-iyon pillerde anot malzemesi olarak kullanılmıştır. Bataryalar dönüşümlü voltametri (CV) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) kullanılarak karakterize edilmiş ve sistemlerin davranışı farklı akım hızlarında galvanostatik şarj-deşarj testleri ile incelenmiştir. 0,1C akım yoğunluğunda hazırlanan MoS₂-SGP_3 bataryası başlangıçta yaklaşık 1400 mAh/g spesifik kapasite sergilemektedir. Kapasite, artan C oranlarıyla (0,5C ila 10C) azalmaktadır. Bununla birlikte, akım yoğunluğu tekrar 0,1C'ye döndüğünde, kayda değer bir kapasite iyileşmesi gözlenir ve bu da malzemenin uygun hız kapasitesine ve döngü kararlılığına sahip olduğunu gösterir. Yüksek akım yoğunluğu altında bile son derece kararlı bir kapasite sergileyen MoS₂-SGP_3, 10C şarj-deşarj hızında 100 döngü sonunda başlangıç kapasitesinin %90'ını koruyarak üstün performans göstermiştir. Ayrıca, uzun döngü sürecinden sonra 0,1C'de 1400 mAh/g kapasitesini korumuş ve Coulombic verimliliği %95'in üzerinde sabit kalmıştır. Bu yüksek verimliliğin 100 döngü boyunca korunması, malzemenin lityum-iyon pillerde istikrarlı ve verimli şarj-deşarj özelliklerine sahip olduğunu kanıtlamaktadır. Bu sonuçlar, MoS₂-SGP_3'ün yüksek enerji yoğunluğu, uzun döngü ömrü ve üstün hız kapasitesi ile yeni nesil enerji depolama cihazları için umut verici bir anot adayı olduğunu göstermektedir.