Geniş Alanlı Yüksek Enerji Yoğunluğuna Sahip Kompozit Elektrot Temelli Süperkapasitör Geliştirilmesi
Proje no. 25281 · Durum: Kapanmış (Yayın bekleniyor) · 2023
Özet
<p>Dünya`da gerçekleşen teknolojik gelişmeler, enerji üretimi kadar enerji depolamanın da önemini ortaya koymaktadır. Süperkapasitörler, yüksek güç yoğunluğu ve şarj-deşarj çevrim sayıları ile birçok formu ile ticari olabilmiş bataryalara alternatif oluşturmaktadırlar. Süperkapasitörün alt türü olan Pseudokapasitörler (PsC), batarya benzeri çalışma prensipleri sayesinde, yüksek enerji yoğunluğu sağlayabilmektedirler. PsC`nin elektrotlarında gerçekleşen redoks reaksiyonları nedeniyle, elektrokimyasal kararlılıkları yüksek malzemelerin kullanılması ve elektrotların şarj-deşarj çevrim sayılarının yükseltilmesi gerekmektedir. Bu sayede PsC aygıtların ticarileşme süreci için önemli bir engel aşılmış olacaktır.</p><p>Projede, <strong><em>3-boyutlu (3D)</em> </strong>grafen (indirgenmiş grafen oksit-RGO) aerojel ve elektrokimyasal kararlılığı yüksek ftalosiyanin türevleriyle kompozit temelli elektrotlar hazırlanacak ve PsC aygıt üretimi gerçekleştirilecektir. Bu amaçla,</p><ul><li>Farklı redoks aktivitelere sahip Ftalosiyanin (Pc) türevleri sentezlenecek,</li><li>Bu bileşikler kullanılarak <strong><em>3D</em> </strong>RGO aerojel-ftalosiyanin kompozit elektrotlar hazırlanacak (1*1cm2),</li><li>Elektrot malzemeleri ile PsC aygıtlar hazırlanacak ve elektrokimyasal karakterizasyonları yapılarak ideal aygıt yapısı belirlenecektir.</li><li>Sonrasında optimize yapılarla, geniş alanda (5*5 cm2) süperkapasitör aygıtlar hazırlanacak ve elektriksek karakterizasyonları yapılarak üretim süreci optimize edilecektir.</li></ul><p> Projede, farklı fotofiziksel ve redoks aktivitelere sahip olması öngörülen 3 farklı seride ftalosiyanin türevlerinin sentezlenmesi planlanmıştır. A serisi olarak sınıflandırılan Pc türevleri periferal konumda iyonik olmayan, uzun zincirli imidazol grupları ve farklı metal atomları içerecektir. B serisi, iyonik - imidazolyum iyodür sübstitüentleri içerirken, C serisi ise sübstitüent etkisinin aygıt performansına etkisini araştırmak üzere periferal konumda sübstitüent içermeyen Pc türevlerinden oluşacaktır. Bununla birlikte, metal etkisinin cihaz performansına etkisini araştırmak üzere farklı redoks aktivitelere sahip olması öngörülen 5 farklı metal [Cu, Co, Fe, Ni (redoks aktif) ve Zn (redoks aktif olmayan)] içeren Pc türevi hazırlanarak toplam 18 türevin sentezlenmesi planlanmıştır. Çalışmanın kapsamı, sunulan farklı sübstitüentlere sahip Pc türevlerin ilk kez aerojel kompozitleri halinde PsC uygulamalarında kullanılacak olması ve geniş alanlı aygıt hazırlanacak olması projenin özgün değerini oluşturmaktadır.</p><p> Proje, 11. Kalkınma Planı çerçevesinde, Kimya alanına direkt katkı sunmaktadır. </p>