Enerji uygulamaları için iki boyutlu fonksiyonel hibrit malzemelerin sentezi ve performanslarının incelenmesi

---

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: SİMAY BAŞAK

Danışman: Semih Gördük

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Güncel teorik ve deneysel araştırmalar, iki boyutlu bir malzeme olan borofenin bazı elektrokimyasal özellikler açısından grafenden daha üstün performans sergilediğini ve bu nedenle pil ve süperkapasitör uygulamaları için daha umut verici bir elektrot malzemesi olduğunu ortaya koymaktadır. Borofen; düşük kütle yoğunluğu, yüksek özgül yüzey alanı, anizotropik ve metalik doğası sayesinde yeni nesil enerji depolama sistemleri için dikkat çekici bir potansiyele sahiptir. Ancak, borofen henüz literatürde yeni sayılan bir ileri fonksiyonel malzeme olduğundan, tabakalarının yeniden istiflenmesi ve zayıf gözenekli yapısı gibi dezavantajlara da sahiptir. Bu sınırlamaları aşmak amacıyla, geçiş metali dikalkojenitler (TMD'ler) ile oluşturulan hibrit yapılar ön plana çıkmaktadır. TMD'lerin yüksek elektriksel mobilitesi, geniş yüzey alanı ve düşük bant aralığı gibi özellikleri sayesinde borofen ile oluşturulan nanokompozit yapılarda, sinerjik bir etkileşim sağlanması beklenmektedir. Bu doğrultuda, bu çalışmada Borofen@MoS₂ ve Borofen@MoSe₂ nanokompozitleri sentezlenmiştir. Sentezlenen malzemelerin FT-IR, SEM-EDS, XRD, XPS ve Raman analizleri ile yapının aydınlatılması sağlanmıştır. Süperkapasitörlerdeki uygulanabilirliğini test etmek adına esnek elektrotlar, oldukça düşük miktarlarda ve basit bir teknikle hazırlanmıştır. Dönüşümlü voltametri (CV), elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ve dönüşümlü şarj-deşarj (CCD) yöntemlerinde ortaya çıkan spesifik kapasitans değerleri, Borofen@MoS2 için 29,6 mF/cm2 ve Borofen@MoSe2 için ise 122,8 mF/cm2 olarak bulunmuştur. Bu sonuçlara göre; kompozit yapıların, süperkapasitörlerde elektrot malzemesi olarak umut vaadeden bir aday haline geldiği söylenebilmektedir. Anahtar Kelimeler: İleri malzemeler, Borofen, enerji depolama, geçiş metali dikalkojenitleri, nano-kompozit