Metal organik kafes yapısı katkılanmış iletken polimer esaslı malzemelerin üretimi ve süperkapasitör uygulamaları
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: HİLAL YILDIRIM KALYON
Danışman: Metin GENÇTEN, Semih GÖRDÜK
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Metal-Organik Kafeslerden (MOF'lar) elde edilen malzemeler, yüksek yüzey alanları, geniş ve ayarlanabilir gözenek hacmi sayesinde süperkapasitörlere güç sağlamak için mevcut yöntemlere önemli bir alternatif sunar. İletken polimerlerin metal organik kafes ile elektrokimyasal kompozit oluşumu literatürde yeterince çalışılmamıştır. Ayrıca metal organik kafes ve karbon kompozit elektrot malzemesinin elektrokimyasal yöntemlerle üretilmesi ile herhangi bir bağlayıcıya ihtiyaç duyulmamaktadır. Bu amaçla bu tez kapsamında metal organik kafesler, karbon malzemeler üzerinde iletken polimerle birlikte elektrokimyasal yöntemle sentezlenerek; yeni nesil yüksek performanslı, yüksek özgül kapasitanslı ve yüksek yüzey alanına sahip bir kompozit süperkapasitör elektrot malzemesi üretilmiştir. Bu doktora tezinde, farklı metal iyonları ve çeşitli ligandlar içeren MOF'lar kimyasal yöntemler kullanılarak ayrı ayrı sentezlenmiş, daha sonra bu bileşiklerin yapısal karakterizasyonu Fourier dönüşümü kızılötesi spektrofotometresi (FT-IR), element analizi, toz X-ışını difraktometresi (P-XRD), yüzey alanı ölçümleri BET (Brunauer-Emmett-Teller) çalışması ile belirlenmiş ve taramalı electron mikroskobu (SEM-EDS) ile termogravimetrik analiz (TGA) teknikleri ile özellikleri analiz edilmiştir. Bu MOF'lar, aynı anda üretilen polimer malzemelere elektrokimyasal olarak dahil edilmiş ve yeni tip kompozit süperkapasitör elektrot malzemeleri üretilmiştir. Bu malzemelerin karakterizasyonu spektroskopik yöntemler (FT-IR), mikroskobik yöntemler (SEM-EDS) ve elektrokimyasal yöntemler (CV, EIS, şarj-deşarj testleri) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sağlanan verilere göre kendi grupları içinde en iyi performansı gösterenler M1@PPy/PGE ve EM6@PPy/PGE olup sırasıyla at 1 mA.cm-2 şarj/deşarj akım yoğunluğunda 575,2 mF cm-2 ve 570 mF cm-2'lik en yüksek kapasitansa sahiptir