Biyokütleden Elektrokimyasal Kapasitörler İçin Gözenekli Karbon Elektrot Üretimi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Termodinamik ve Temel İşlemler Bilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: CEREN DOĞAN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Hakan Demiral
Eş Danışman: Uğur Moralı
Özet:
Son dönemde enerji depolamaya duyulan ihtiyaç kapsamından kaynaklı
süperkapasitörlere elektrot malzemesi üretiminde araştırmalar yoğunlaşmıştır. Elektrot
malzemesinin biyokütleden seçilmesi büyük avantajdır. Bu yüksek lisans tez çalışmasında
enerji depolama sistemlerinden kapasitörler için karbon elektrot malzemeleri olarak limon
kabuğundan aktif karbon üretilmiştir ve elektrokimyasal analizleri yapılmıştır. Limon
kabuğundan kimyasal aktivasyon ile farklı sıcaklıklarda ve farklı emdirme oranlarında aktif
karbonlar üretilmiştir. Yüzey alanı yüksek olan aktif karbondan demir modifikasyonu ile
manyetik aktif karbon üretilmiştir. Aktif karbon ve manyetik aktif karbonların
karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Elektrot üretimi için 8:1:1 (%80 aktif
karbon, %10 bağlayıcı, %10 iletken ajan) oranında ve 8:0,5:1,5 (%80 aktif karbon, %5
bağlayıcı, %15 iletken ajan) oranında elektrot çözeltileri hazırlanmıştır. Hazırlanan
elektrotların elektrokimyasal analizleri elektrokimyasal empedans spektroskopisi, döngüsel
voltametri ve galvanostatik şarj-deşarj analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Döngüsel voltametri
ve galvanostatik şarj-deşarj analizleri sonucu spesifik kapasitans değerleri hesaplanmıştır.
Farklı kimyasal ajan aktivasyonu ile üretilen aktif karbon ve manyetik aktif karbon, farklı
bağlayıcı, farklı iletken ajan ve farklı elektrot çözelti oranları spesifik kapasitans için
karşılaştırılma yapılmıştır. Sonuçlar değerlendirildiğinde manyetik H3PO4 ile üretilmiş aktif
karbon ve bağlayıcı olarak PVDF, iletken ajan olarak karbon siyahı kullanılan elektrodun
GCD analizi sonucunda 8:1:1 oranında kapasitans değeri 183 F g-1, 8:0,5:1,5 oranında ise
195,80 F g-1 olarak hesaplanmıştır. ZnCl2 ile üretilmiş aktif karbon ve bağlayıcı olarak
PTFE, iletken ajan olarak karbon siyahı kullanılan elektrodun galvanostatik şarj-deşarj
analizi sonucunda 8:1:1 oranında kapasitans değeri 179,67 F g-1, 8:0,5:1,5 oranında iletken
ajan olarak asetilen siyahı kullanıldığında ise 194,62 F g-1 olarak hesaplanmıştır. H-
MAC/PVDF-KS elektrotu %83 kapasite ile 10000 şarj – deşarj döngüsünü tamamlamıştır.