Şarjedilebilir pillerde kullanılan elektrotların synchrotron radyasyonu ile karakterize edilmesi
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2019
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
İnönü Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu doktora tezinde, Mn bölgelerine Co ve Ni katkılamasının Na0.44MnO2 nanorodunun elektrokimyasal performansına etkisi araştırıldı. Son yıllarda, nanomalzemeler sodium-iyon pil teknolojisinde öne çıkmıştır ve sodium-iyon pillerin ticarileştirilmesinde önemli bir rol almaktadır. Na0.44MnO2 kısa difüzyon mesafesi ve geniş reaksiyon alanı gibi benzersiz avantajlar sağlayan tünel tipi nanorod yapısına sahiptir. Diğer taraftan bu kompleks yapının avantajları olduğu kadar dezavantajları da mevcuttur: uzun döngülerde ortaya çıkan yapısal stress ve Mn bölgelerinde Jahn-Teller etkisi ile ortaya çıkan kristal yapı deformasyonu. Bu çalışmada, Na0.44MnO2 nanorod içerisindeki Mn bölgelerine Co ve Ni ikamesi yapılarak yapısal deformasyonun engellenmesi ve pil performansının arttırılması hedeflenmiştir. Araştırma sırasında fiziksel ve elektrokimyasal analizler detaylı şekilde yapılmıştır, özellikle kristal yapıdaki değişimleri detaylı şekilde incelemek için synchrotron radyasyonunun benzersiz özelliklerinden faydanalınılmıştır. Çalışmada yürütülen analizler sonucunda, Na0.44MnO2 bileşiğinde Mn bölgelerine %0.1 ve %0.5 Ni ve %0.1 Co ikame edilen örneklerinin Na0.44MnO2 bileşiğine göre daha yüksek kapasite tutma oranına sahip olduğu belirlenmiştir.
In this Ph.D. thesis, the effects of Co and Ni substitution on Mn sites on the electrochemical performance of Na0.44MnO2 nanorod were investigated. In recent years, nanomaterials have been at the forefront of rechargeable sodium-ion battery technology and currently have a significant role in the commercialization of Na-ion batteries. The Na0.44MnO2 has a tunnel type nanorod structure which provides unique advantages such as short diffusion distance and large reaction surfaces. On the other hand, there are disadvantages besides the advantages of this crystal structure: crystal structure degradation due to structural stress and Jahn-Teller effect on Mn sites in long charge/discharge cycles. In this study, it is aimed to prevent structural degradation and increase battery performance by making Co and Ni substitution to the Mn regions of Na0.44MnO2 nanorods. During the research, physical and electrochemical analysis of all samples were carried out in detail. Especially, unique advantages of synchrotron radiation have been used to better understand the changes in the crystal structures. As a result of this study, it was found that the 0.1% and 0.5% nickel and 0.1% cobalt substituted samples had nanorod form and higher capacity retention than Na0.44MnO2.
In this Ph.D. thesis, the effects of Co and Ni substitution on Mn sites on the electrochemical performance of Na0.44MnO2 nanorod were investigated. In recent years, nanomaterials have been at the forefront of rechargeable sodium-ion battery technology and currently have a significant role in the commercialization of Na-ion batteries. The Na0.44MnO2 has a tunnel type nanorod structure which provides unique advantages such as short diffusion distance and large reaction surfaces. On the other hand, there are disadvantages besides the advantages of this crystal structure: crystal structure degradation due to structural stress and Jahn-Teller effect on Mn sites in long charge/discharge cycles. In this study, it is aimed to prevent structural degradation and increase battery performance by making Co and Ni substitution to the Mn regions of Na0.44MnO2 nanorods. During the research, physical and electrochemical analysis of all samples were carried out in detail. Especially, unique advantages of synchrotron radiation have been used to better understand the changes in the crystal structures. As a result of this study, it was found that the 0.1% and 0.5% nickel and 0.1% cobalt substituted samples had nanorod form and higher capacity retention than Na0.44MnO2.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Enerji, Energy, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Öz,, E. (2019). Şarj edilebilir pillerde kullanılan elektrotların synchrotron radyasyonu ile karakterize edilmesi. Yayınlanmış Doktora Tezi, İnönü Üniversitesi.
