Özet:
ÖZET
Bu tez çalışması ile yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen enerjinin
depolanmasına olanak sağlayacak, mevcut olarak kullanılan kurşun-asit aküler, lityumiyon piller gibi enerji depolama sistemlerine alternatif olabilecek yeni nesil enerji
depolama sistemleri geliştirilmiştir. Bu tez çalışmasında, vanadyum redoks akışkan
bataryalardaki gibi çökme sorunu olmayan ve yüksek hücre potansiyeline sahip V/Co,
Cr/Co, Cr/Ce, Fe/Co, Mn/Co ve Sn/Co redoks çiftlerini içeren akışkan redoks batarya
sistemleri oluşturulmuş ve literatüre kazandırılmıştır. Bu kapsamda, çalışma elektrotu
olarak grafit esaslı kalem ucu elektrot, referans elektrot olarak Ag/AgCl ve karşıt
elektrot olarak ise Pt tel kullanılmıştır. Sülfürik ve hidroklorik asit çözeltilerinde, farklı
yükseltgenme basamağına sahip vanadyum, kobalt, krom, seryum, demir, mangan ve
kalay iyonlarının elektrokimyasal davranışları diferansiyel puls voltametri (DPV) ve
elektrokimyasal empedans spektroskopi (EIS) yöntemleri kullanılarak incelenerek asit
ve etkin iyon derişim optimizasyonları yapılmıştır. Her bir elektrolit bileşeni için kütle
aktarım türleri dönüşümlü voltametri (CV) yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Çalışma
elektrotunun 200 voltametrik döngü boyunca kararlılıkları incelenmiş ve elektrotların
yüzey morfolojilerinde meydana gelen değişimler ise taramalı elektron mikroskop
(SEM) kullanılarak incelenmiştir. Karbon keçe elektrot kullanılarak dönüşümlü
şarj/deşarj testleri ile oluşturulan bataryanın şarj/deşarj potansiyelleri, kapasiteleri,
enerji/kulomb/voltaj verimleri hesaplanmıştır
Bu çalışma sonunda, her bir redoks çifti için elde edilen hücre potansiyeli ve deşarj
kapasitesi değerleri; V/Co için 2.35 V ve 430.1 mAh, Cr/Co için 1.40 V ve 682.5 mAh,
Cr/Ce için 1.60 V ve 421 µAh, Fe/Co için 1.5 V ve 180.6 mAh, Mn/Co için 2.10 V ve
9.890 mAh, ve Sn/Co için 1.80 V ve 4.096 mAh’dir.
