Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ÇAĞATAY ÖZADA
Danışman: Murat Yazıcı
Özet:
Bu tez çalışmasında, piezoelektrik etkiden yararlanarak kendi kendine şarj olabilen yenilikçi bir süperkapasitör hücresi tasarlamış ve uygulanmıştır. Çalışmanın temel amacı, hizalanmış elektro eğrilmiş PVDF-TrFE film birleştirilmiş süperkapasitör hücrenin geliştirilmesini içermektedir. Bu doğrultuda, MnO2/PANI/SWCNT nanokompozit aktif malzeme sentezlenerek ve hizalanmış elektro eğrilmiş PVDF-TrFE piezoelektrik filmleri elektro eğirme yöntemiyle üreterek yenilikçi bir enerji depolama sistemi geliştirilmiştir. Hizalanmış piezoelektrik film, mekanik gerilme altında elektriksel kutuplaşma oluşturarak süperkapasitörün harici bir enerji kaynağı olmaksızın şarj edilebilmesini sağlamıştır. Nanokompozitin ve piezoelektrik filmin morfolojik özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve geçirimli elektron mikroskobu (TEM) ile incelenmiştir. Nanokompozit aktif malzemenin kimyasal analizleri için ise Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ve piezoelektrik filmin β-faz varlığı x-ray difraksiyonu (XRD) ile analiz edilmiştir. Bununla birlikte SWCNT saflaştırma verimliliğinin tayini için termal gravimetrik analiz (TGA) yapılmıştır. Elektrokimyasal testler (döngüsel voltametri, elektrokimyasal empedans spektroskopisi ve galvanostatik şarj-deşarj), bu sistemin yüksek enerji yoğunluğu ve uzun döngü ömrü gibi öne çıkan özelliklerini ortaya koymuştur. Tek başına MnO2/PANI/SWCNT elektrodun 398 mF/cm2 kapasitansa sahipken piezoelektrik film entegre simetrik süperkapasitör hücrenin kapasitansı 1202 mF/cm2 değerine ulaşmıştır. Ayrıca bu hücrenin piezoelektrik film etkisi OCV testi ile gözlemlenmiştir. Bu cihazın yenilenebilir enerji sistemleri, taşınabilir elektronik cihazlar ve giyilebilir teknolojiler gibi çeşitli alanlarda potansiyel uygulamaları vardır. Bu çalışma hem sürdürebilirlik hem de inovasyon hedefleri açısından piezoelektrik tabanlı enerji depolama sistemleri alanına önemli bir katkı sunmaktadır