Koyu ötektik çözücülerin süperkapasitör performansı üzerine etkilerinin incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Meral EJDER

Danışman: Muzaffer Balbaşı

Özet:

Dünya nüfusunun hızla artması, teknolojik gelişmeler ve beraberinde gelen yükselen yaşam standartları doğal olarak enerji ihtiyacında da artışa neden olmaktadır. Günümüzde enerjinin üretiminin yanı sıra depolanmasının da son derece önemli hale geldiği bir gerçektir. Yüksek güç yoğunlukları, anlık enerji sağlayabilmeleri, uzun çevrim ömürleri ve hızlı şarj-deşarj gibi üstün özellikleriyle süperkapasitörler, diğer enerji depolama sistemleri ile kıyaslandığında, pratik kullanımları açısından pek çok avantajı da beraberinde getirmiştir. Elektrokimyasal potansiyel penceresi genel olarak sulu, organik ve iyonik sıvılar gibi geleneksel elektrolit tiplerine göre değişkenlik göstermekle birlikte, son yıllarda birçok organik, inorganik ve organo-metallik bileşiği çözebilen, uçucu olmayan ve polar özelliğe sahip çevre dostu ötektik karışımlar metal işleme, elektro kaplama ve nanoteknoloji gibi pek çok alanda uygulama alanı bulmaktadır. Geniş yelpazede organik ve inorganik bileşen içerebilen ötektik karışımlar kolay sentezlenebilir, termal olarak kararlı, biyobozunur ve geniş elektrokimyasal pencerelerini karşılayabilen özellikleriyle de elektrokimyasal enerji depolama sistemlerinde elektrolit olarak potansiyel kullanım alanları sunabilir. Bu çalışmada tasarlanan süperkapasitörler; akım toplayıcılar, koyu ötektik elektrolitler aktif karbon bazlı simetrik elektrolardan oluşmaktadır. Süperkapasitörlerin elektrokimyasal performanslarının belirlenmesinde farklı potansiyel aralıklarda çevrimsel voltametri ve sabit akım şarj-deşarj teknikleri kullanılmıştır. Üç aşamada gerçekleştirilen deneylerde; ilk aşamada etilen glikol esaslı amonyum, potasyum ve sodyum iyodür tuzlarının ötektik karışımları elektrolitleri, ikinci aşamada etilen glikol esaslı amonyumun iyodür, bromür ve florür tuzlarının ötektik karışımları ve üçüncü aşamada amonyum iyodür elektrolitinin faklı molar oranları üzerinde çalışıldı. Etilen glikol amonyum iyodür elektroliti 0-2V potansiyel pencerede 5 mV/s tarama hızında en yüksek özgül kapasitans değerlerini vermiştir. Ragon grafikleri bütün potansiyel aralıklarda EG+NH4I ile hazırlanan elektrolit içinde kullanılan süperkapasitörün kullanılan diğer elektrolitlere göre enerji ve güç yoğunluğu açısından en iyi performansa sahip olduğunu göstermiştir.

Anahtar Kelimeler : Süperkapasitör, koyu ötektik çözücüler, redoks çift