Master Degree / Yüksek Lisans Tezleri
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/3008
Browse
Search Results
Master Thesis Synthesis of Quinone-Based Porous Organic Polymers and Their Usage in Aqueous Zinc-Ion Batteries(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Erözen, Yaren Naz; Büyükçakır, Onur; Büyükçakır, Onur; 04.01. Department of Chemistry; 04. Faculty of Science; 01. Izmir Institute of TechnologySulu çinko iyon piller (SÇİP'ler) güncel olarak enerji depolama alanında potansiyeli yüksek ve gelişime açık piller arasında yer almaktadır. Özellikle şebeke ölçekli uygulamalar için, diğer metal-iyon bataryalara göre SÇİP'lerin potansiyeli yüksek enerji yoğunluğuna sahip olmaları, doğadaki çinko metalinin bolluğu, güvenlikli yapıları ve uygun fiyatlı olmaları gibi birçok parametreye bağlıdır. Sulu çinko-iyon pillerin yüksek ölçekli uygulamalarda kullanılamamalarının en önemli sebebi yüksek performans gösteren katot malzemelerinin tasarımının kısıtlı olmasıdır. Gözenekli organik polimerler (GOP'lar), ayarlanabilir gözenek yapıları, yüksek yüzey alanlarına sahip olmaları ve işlevselleştirilebilir olmalarıyla, son yıllarda SÇİP'ler için katot malzemesi olarak geliştirilen bir polimer sınıfıdır. Bu çalışmada sulu çinko iyon pillerde katot malzemesi olarak elektrokimyasal performansı incelenmek için redoks aktif özellik gösteren kinon bazlı iki farklı polimer tasarlanmış ve sentezlenmiştir. Bu çalışmanın amacı, polimerlere redoks aktif özellik katan kinon gruplarının polimer üzerinde konumlanma pozisyonlarının elektrokimyasal performanslarına nasıl etki ettiğinin incelenmesidir. Bu bağlamda redoks-aktif kinon gruplarının para ve orto pozisyonlarında bağlandığı iki farklı polimer tasarlanıp sentezlenmiştir. Bu polimerlerin karakterizasyonları gerçekleştirilmiş ve temel elektrokimyasal testleri yapılmıştır. Her iki polimerin de geri dönüşümlü Zn2+ difüzyon mekanizmasını incelemek için farklı tarama hızlarında döngüsel voltametre (CV) analizi gerçekleştirilmiştir. Polimerlerin yük depolama kapasitelerini ölçmek için farklı akım yoğunluklarında Galvanostatik şarj/deşarj döngüleri incelendi. p-rGOP 0.1 A g-1 da 1.7 mAh g-1 deşarj kapasitesi göstermiş olup, o-rGOP ise aynı akım yoğunluğunda 1.2 mAh g-1 deşarj kapasitesi göstermiştir. Bu sonuçlar her iki polimerin de SÇİP'lerde kullanılmak için uygun katot malzemeleri olmadığı göstermektedir. Bu nedenle sentezlenen polimerlerin ileriki çalışmalarda diğer metal-iyon pillerde katot malzemesi olarak test edilmesi planlanmaktadır.Master Thesis Synthesis and Investigation of Quinone-Pyrrole Polymeric Materials for Zinc-Ion Batteries(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Büyükçakır, Onur; Büyükçakır, Onur; 04.01. Department of Chemistry; 04. Faculty of Science; 01. Izmir Institute of TechnologyFosil yakıtların günümüzde yaygın kullanımı çevre üzerinde yıkıcı bir etkiye sahiptir. Bu durum, çevre dostu alternatif enerji kaynaklarının benimsenmesini zorunlu kılmıştır. Çinko-iyon piller, bu bağlamda önemli potansiyele sahip, gelişmekte olan yeni bir enerji depolama sistemi sınıfını temsil etmektedir. Bununla birlikte, bu teknolojiyi ilerletmekteki büyük zorluk, Zn2+ iyonlarını verimli ve geri dönüşümlü olarak barındırabilen katot malzemeleri geliştirmektir. Kinon bazlı konjuge polimerik malzemeler, redoks aktif yapıları, kolayca değiştirilebilen yapıları ve güçlü kimyasal ve termal kararlılıkları nedeniyle çinko-iyon pilleri için mükemmel katot seçenekleridir. Bu çalışmada, çinko-iyon pilleri (ÇİP'ler) için katot malzemeleri olarak kinon-pirol konjuge polimerik malzemeler (QRP'ler) sentezlendi. QRP'lerin içsel özellikleri, redoks merkezlerine etkili Zn2+ difüzyonunu kolaylaştırarak uzun vadeli döngü kararlılığını sağlar. QRP-1 ve QRP-2 sırasıyla 0.1 mA g-1 akım yoğunluğunda 180 mA h g-1 ve 134 mA h g-1 deşarj kapasitesi gösterdi. QRP'ler, 2.0 A g-1 akım yoğunluğunda 10000 döngü boyunca olağanüstü döngü kararlılığı göstererek, QRP-1 ve QRP-2 için sırasıyla 42 mA h g-1 ve 104 mA h g-1 olmak üzere oldukça yüksek final kapasiteleri elde edildi. Bu çalışmanın, kinon bazlı konjuge polimerik malzemelerin çinko-iyon piller için etkili katot malzemeleri olarak potansiyelini gösterdiğine ve enerji depolama alanında çalışan araştırmacılarının dikkatini çekeceğine inanıyoruz.