Akademik Veri Yönetim Sistemi
Altınışık S. (Yürütücü), Çetin B.
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, BAP Araştırma Projesi, 2025 - 2026
| Süperkapasitörler, enerji depolama teknolojilerinde önemli bir yer tutmakta olup, gelişen teknoloji ve yenilenebilir enerjinin toplam tüketimdeki payının artmasıyla bu alandaki gereksinim de giderek yükselmektedir. Verimli bir süperkapasitör elektrot malzemesi, yüksek yüzey alanı ve iletkenliğin yanı sıra güçlü elektrokimyasal kararlılığa sahip olmalıdır. Günümüzde yaygın olarak karbon bazlı malzemeler ve metal oksitler bu alanda elektrot malzemesi olarak kullanılmaktadır. Karbon bazlı elektrotlar yüksek yüzey alanına sahip olmasına rağmen düşük enerji yoğunluğu sergilerken, metal oksitler ise yüksek kapasitans sunarken düşük iletkenlikleri ve sınırlı çevrim ömürleri nedeniyle kısıtlanmaktadır. Bu noktada, organik yarıiletken polimerler ayarlanabilir redoks aktivitesi ve yapısal fonksiyonlandırılabilirliği ile alternatif elektrot malzemeleri olarak öne çıkmaktadır. Pirenler, genişletilmiş pi-konjugasyonu ve elektrokimyasal kararlılığı sayesinde süperkapasitör elektrotları için büyük bir potansiyel sunmaktadır. Yüksek spesifik kapasitans, uzun çevrim ömrü ve kararlı elektrokimyasal davranışları ile öne çıkan piren bazlı malzemeler elektrot stabilitesini artırabilir. Öte yandan, viyolojen bazlı amorf poroz organik polimerler (POP’ler), genişletilmiş kovalent organik ağ yapıları sayesinde yüksek bir elektrokimyasal kararlılık sergileyerek süperkapasitörlerin enerji depolama performansını iyileştirme potansiyeline sahiptir. Optoelektronik ve enerji depolama alanlarında yaygın olarak kullanılan viyolojen türevleri, özellikle süperkapasitörlerde faradaik reaksiyonlar yoluyla kapasitans oluşturarak enerji yoğunluğunu artırması beklenmektedir. Yüksek iyon değişim kapasitesi ve düşük iç dirençleri sayesinde viyolojen bazlı sistemler, hızlı şarj-deşarj süreçleri ve uzun çevrim ömrü sunarak piren bazlı malzemelerle birlikte süperkapasitör teknolojisinde yenilikçi elektrot malzemeleri arasında önemli bir yer tutmaktadır. Bu projede, piren merkezli ve viyolojen esaslı yeni nesil POP’lerin süperkapasitör elektrot malzemesi olarak geliştirilmesi hedeflenmektedir. Pirenin 2D düzlemsel yapısının karbon bazlı elektrotlarla güçlü etkileşimi elektrot stabilitesini artırırken, viyolojen türevleri yüksek redoks aktivitesiyle yük depolama kapasitesini iyileştirme potansiyeline sahiptir. Böylece, yüksek elektronik/iyonik iletkenlik ve gelişmiş elektrokimyasal özelliklere sahip yenilikçi elektrot malzemeleri geliştirilerek enerji depolama verimliliği artırılabilecektir. Ayrıca, bu kombinasyonun, iyon hareketliliğini iyileştirebilmesi, yük transferini hızlandırabilmesi ve süperkapasitörlerin çevrim ömrünü uzatabilmesi öngörülmektedir. Sonuç olarak yeni geliştirilecek elektrot malzemelerinin, enerji depolama teknolojilerinde ileri düzey çözümler sunarak süperkapasitör performansını önemli ölçüde iyileştirebilmesi beklenmektedir. |