Kayısı çekirdeği kabuğundan süper kapasitörler için heteroatom doplanmışnanogözenekli aktif karbon hazırlanması ve fizikokimyasal özelliklerininaraştırılması
Küçük Resim Yok
Tarih
2025
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
İnönü Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Küresel ısınma ve fosil yakıtların tükenmesi nedeniyle düşük maliyetli, yenilenebilir ve çevre dostu enerji dönüştürme ve depolama sistemleri ile ilgili çalışmalar oldukça önem kazanmıştır. Yüksek güç yoğunluğu, yüksek şarj ve deşarj verimliliği ve uzun çevrim ömrü özellikleri ile süper kapasitörler elektrokimyasal pillere göre önemli enerji depolama sistemlerinden biri olarak kabul edilir. Yüksek özgül yüzey alanı, gözenek boyutu, yüksek fizikokimyasal kararlılığı ve elektrokimyasal performansı nedeniyle, karbon bazlı gözenekli malzemeler, elektrot malzemeleri için yaygın olarak kullanılmaktadır. Aktif karbonların yüzey özelliklerini ve yük depolanma kapasitesini geliştirmek için fosfor, kükürt ve azot gibi hetero atomlarla aktive edilir. Bu tez kapsamında, kükürtlenmiş ve kükürtlenmemiş kayısı çekirdeği kabuğundan üretilmiş aktif karbon fosforik asit ile doplanarak süper kapasitör olarak kullanılabilirliğine ve performanslarına etkisi araştırılmıştır. Fofsor katkılanmış aktif karbonun elementel, termal, spektroskopik, mikroskobik ve yüzey analizleri yapılarak süper kapasitör performansları araştırılmıştır. Kükürtlenmiş ve kükürtlenmemiş kayısı çekirdeklerinden üretilmiş aktif karbonlar önce herhangi bir işleme tabi tutulmadan sonra değişik derişimlerde H3PO4 ile işleme tabi tutarak süper kapasitör üretilmiş ve kapasitans değerleri araştırılmıştır. Kükürtlenmiş kayısı çekirdeği kabuğundan üretilmiş aktif karbonun kapasitans değerinin kükürtlenmemişten 5 kat daha fazla olduğu bulundu. H3PO4 ile işleme tabi tutulmuş kükürtlü ve kükürtsüz aktif karbonlardan üretilmiş süper kapasitörlerin kapasitans değerlerinin ise bir birlerine yaklaşık olduğu bulundu.
Due to global warming and depletion of fossil fuels, studies on low-cost, renewable and environmentally friendly energy conversion and storage systems have gained great importance. Supercapacitors are considered to be one of the important energy storage systems compared to electrochemical batteries with their high power density, high charge and discharge efficiency and long cycle life features. Due to their high specific surface area, pore size, high physicochemical stability and electrochemical performance, carbon-based porous materials are widely used for electrode materials. In order to improve the surface properties and charge storage capacity of activated carbons, they are activated with hetero atoms such as phosphorus, sulfur and nitrogen. Within the scope of this thesis, activated carbon produced from sulfurized and unsulfurized apricot kernel shells was doped with phosphoric acid and its effect on its usability and performance as a supercapacitor was investigated. Elemental, thermal, spectroscopic, microscopic and surface analyses of phosphorus-doped activated carbon were performed to investigate the supercapacitor performances. Supercapacitors were produced by treating activated carbons produced from sulfurized and unsulfurized apricot kernels with different concentrations of H3PO4 without any treatment and then their capacitance values were investigated. It was found that the capacitance value of the activated carbon produced from sulfurized apricot kernel shells was 5 times higher than that of the unsulfurized one. It was found that the capacitance values of the supercapacitors produced from sulfurized and unsulfurized activated carbons treated with H3PO4 were close to each other.
Due to global warming and depletion of fossil fuels, studies on low-cost, renewable and environmentally friendly energy conversion and storage systems have gained great importance. Supercapacitors are considered to be one of the important energy storage systems compared to electrochemical batteries with their high power density, high charge and discharge efficiency and long cycle life features. Due to their high specific surface area, pore size, high physicochemical stability and electrochemical performance, carbon-based porous materials are widely used for electrode materials. In order to improve the surface properties and charge storage capacity of activated carbons, they are activated with hetero atoms such as phosphorus, sulfur and nitrogen. Within the scope of this thesis, activated carbon produced from sulfurized and unsulfurized apricot kernel shells was doped with phosphoric acid and its effect on its usability and performance as a supercapacitor was investigated. Elemental, thermal, spectroscopic, microscopic and surface analyses of phosphorus-doped activated carbon were performed to investigate the supercapacitor performances. Supercapacitors were produced by treating activated carbons produced from sulfurized and unsulfurized apricot kernels with different concentrations of H3PO4 without any treatment and then their capacitance values were investigated. It was found that the capacitance value of the activated carbon produced from sulfurized apricot kernel shells was 5 times higher than that of the unsulfurized one. It was found that the capacitance values of the supercapacitors produced from sulfurized and unsulfurized activated carbons treated with H3PO4 were close to each other.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Kimya, Chemistry
