Elektrolit Katkısının Kompozisyonu Dereceli Olarak Değişen NMC Katot Malzemesinin Elektrokimyasal Performansına Etkisinin İncelenmesi
Proje Tipi : Yükseköğretim Kurumları tarafından destekli bilimsel araştırma projesi, Proje Bütçesi : ₺ 40.000,00, 6 Temmuz 2023
|
Konu
Lityum-iyon batarya teknolojisindeki hızlı ilerleme, bataryaların sabit enerji depolama ve e-mobilitede kullanımını hızla arttırmaktadır. Bataryanın tüm bileşenleri arasından katot aktif malzemesinin özelliklerinin üretilecek hücrenin enerji ve güç yoğunluğu ile ilişkisi, katot malzemesi seçimi ve üretimi konusunda birçok araştırma grubunun çalışmalarını bu konuda yoğunlaştırmasına sebep olmuştur. Bu noktada partikülün kesiti boyunca kompozisyonu dereceli olarak değiştirilerek üretilen, çekirdeğinde nikel yüzeyinde manganez içeriği zengin NMC katot malzemesinin sergilediği performans sonuçları ümit vaad edici bulunmuştur. Bu çalışmada ise kompozisyonu dereceli olarak değişen NMC kimyasına sahip tozlar birlikte çöktürme yöntemiyle üretilecektir. Üretilen tozlar kimyasal, yapısal ve morfolojik olarak karakterize edildikten sonra elde edilecek katodun Li’a karşı göstereceği performans galvanostatik olarak test edilecektir. Daha sonra, elektrolite farklı miktarda katkı ilave edilerek, aynı katodun Li’a karşı sergilediği performanstaki değişim galvanostatik ve potansiyostatik testlerle analiz edilecektir.
|
Elektrolit Katkısının Kompozisyonu Dereceli Olarak Değişen NMC Katot Malzemesinin Elektrokimyasal Performansına Etkisinin İncelenmesi
Proje Tipi : Yükseköğretim Kurumları tarafından destekli bilimsel araştırma projesi, Proje Bütçesi : ₺ 40.000,00, 15 Haziran 2023, 31 Ocak 2024
|
Konu
Nanomalzemeler, lithium ion battery, cathode material,
|
Lityum İyon Piller için Yeni Nesil-Kobalt İçermeyen Nikel Mangan Alüminyum (NMA) Katot Malzemesi ve Kendi Kendini Tamir Eden Bağlayıcı Geliştirilmesi
Proje Tipi : ARAŞTIRMA PROJESİ, Proje Bütçesi : ₺ 964.683,61, 11 Mayıs 2023
|
Konu
Lityum iyon bataryalarda kullanılan katot malzemelerinin üretiminde kullanılan metallerin yüksek fiyatları
ve üretimleri esnasında çevreye ve insanlığa verdikleri zarar son yıllarda özellikle elektrot kimyasında
kobalt miktarının azaltılması ve/veya kullanılmaması konusunda yapılan çalışmaların önemini arttırmıştır.
Fakat yapıda kobaltın azalmasına bağlı olarak zayıflayan kararlılık sebebiyle kobaltsız katot malzemeleri
halen yaygınlaşmamıştır.
Bu çalışmada amaç birlikte çöktürme yöntemiyle, kobalt içermeyen, yüksek kapasite sergileyen partikül
kesiti boyunca değişen bileşime (‘dereceli kompozisyona’) sahip NMA (nikel mangan alüminyum) esaslı
partikülleri literatürde ilk defa üretmektir. Üretim sırasında kullanılacak reaktör proses sırasında çözelti
akışkan dinamiğinde tek halka elde etmek için simülasyon kullanılarak özgün olarak modifiye edilecektir.
Elde edilecek çökeltinin yüksek verimle kalsine edilmesi için özel üretim döner fırın ilk defa kullanılacaktır.
NMA tozların üretimi tamamlandıktan sonra fiziksel, morfolojik ve yapısal olarak karakterize edileceklerdir.
Ardından, NMA tozlar katotlarda ilk defa denenecek olan kendi kendini onaran bağlayıcılarla beraber
kullanılarak elektrot haline getirilecek ve performans ölçümleri CR2032 tip yarı hücrelerde
gerçekleştirilecektir. Yarı hücre elektrokimyasal sonuçlarının bilgisayar destekli simülasyonu ile bu konuda
oluşmuş veri setleri de oluşturulacaktır.
Proje kapsamında farklı koşullarda üretilecek NMA tozunun özelliklerinin değişen parametrelere bağlı
olarak incelenmesi sonucunda ise proses-yapı-performans çerçevesinde haritalama çalışmaları
yürütülerek, literatüre bilgi aktarımı sağlanacaktır.
Projede kullanılacak reaktörün tasarımının grubumuz tarafından simülasyon kullanılarak optimize edilmesi
ve oksitleme sırasında homojenizasyon sağlayacak özel tasarlanmış fırının kullanılması sayesinde
hedefimiz 3-10 ?m aralığında küresel şekilde, bileşimi kesit boyunca değişen NMA tozun başarıyla
üretilmesidir. Bu tozun kendini tamir eden özellikte bağlayıcılarla kullanılması sayesinde üretilecek katodun
lityuma karşı yarı hücrede 2.8-4.4V arasında test edildiğinde 200 mAsa/g kapasiteyi 100 çevrim
boyunca sergilemesi beklenir
|
Çevreye Uyumlu Sürdürülebilir Araç Teknolojileri
1 Mart 2023
|
Konu
APYK 3. 1
Elektrikli Araçlar için Kobaltı Azaltılmış Katot Tabanlı Lityum İyon Batarya Üretimi
|
AlSiCu alaşımlarının döküm sonrası proses hurdalarından elektrot sentezi ve lityum iyon pillerde anot olarak kullanımlarının değerlendirilmesi
Proje Tipi : Yükseköğretim Kurumları tarafından destekli bilimsel araştırma projesi, Proje Bütçesi : ₺ 74.960.048,00, 12 Ağustos 2022
|
Konu
Artan çevre kirliliği, temiz enerjinin eldesi ve verimli bir şekilde depolanması konusunda yapılan araştırmaların önemini arttırmaktadır. Bu noktada öncelikli ulusal hedeflerimiz doğrultusunda ülkemizin teknolojik ihtiyaçlarının milli imkanlarla karşılanmasına destek olmak amacıyla bu araştırma projesi kapsamında döküm endüstrisinde hammadde olarak kullanılan AlSiCu alaşımlarının döküm sonrası proses hurdalarının yüksek katma değerli bir uygulama olan lityum iyon batarya teknolojisinde elektrot malzemesi olarak kullanımları literatürde ilk defa değerlendirilecektir.
24 ay sürecek projede yapı-proses-performans ilişkisinin detaylı incelenmesi esas alınmıştır. Bu sebeple yöntem olarak ilk aşamada 46000 serisi alüminyum alaşımlarının proses hurdalarının yüzey alanı mekanik olarak öğütülerek, ve ardından kimyasal liç işlemi uygulanarak arttırılacak, sonrasında elde edilen tozun yüzeyi karbonla kaplanarak kompozit toz eldesi başarılacaktır. Proje süresince öğütme, liç ve kaplama prosesine ait bağımsız değişkenler optimize edilecek, elde edilecek kompozit tozlar yapısal- morfolojik ve kimyasal olarak karakterize edilecek, ardından bu tozlardan elektrotlar sentezlenecek ve yarı hücre piller oluşturularak anot olarak sergiledikleri performanslar galvanostatik ve potensiyostatik olarak incelenecektir. Bu çerçevede sürdürülecek araştırma-geliştirme çalışmaları kompozit tozun özelliklerini geliştirerek yüksek performans sergileyen anot malzemesini sentezlemek üzerine kurgulanmıştır.
Bu proje ile hedefimiz 46000 serisi alüminyum alaşımlarına ait döküm proses hurdalarından yararlanarak milli imkanlarımızla düşük karbon ayak izli anot malzemesinin sentezini ve karakterizasyonunu gerçekleştirmektir.
|
AlSiCu alaşımlarının döküm sonrası proses hurdalarından elektrot sentezi ve lityum iyon pillerde anot olarak kullanımlarının değerlendirilmesi
Proje Tipi : Yükseköğretim Kurumları tarafından destekli bilimsel araştırma projesi, Proje Bütçesi : ₺ 74.960,05, 12 Ağustos 2022, 31 Temmuz 2024
|
Konu
Malzeme Karakterizasyonu, Kompozitler, Kimyasal ve Elektrokimyasal Özellikler, proses hurda, düşük karbon ayak izli elektrot, atık değerlendirme, lityum iyon batarya, alüminyum basınçlı döküm alaşımları,
|
Elektrik Ark Ocağı ile Çelik Üreten Tesislerin Baca Gazı Tozu Atıklarından Lityum İyon Bataryalar için Kompozit Anot Üretimi
Proje Tipi : Yükseköğretim Kurumları tarafından destekli bilimsel araştırma projesi, Proje Bütçesi : ₺ 29.941,32, 26 Ocak 2021, 26 Kasım 2021
|
Konu
Projenin hedefi; günümüzde anot malzemesi olarak kullanılan grafitten daha fazla kapasite (372 mAsa/g) sergileyecek kompozit tozların yerli elektrik ark fırını baca gazı atık tozlarından (EAFBGT) hareketle, öz kaynaklarımızı kullanarak, çevre dostu bir proses tasarlamak suretiyle üretilmesidir. Önerilen elektrot tasarımında baca gazı tozları düşük partikül boyutları ve zengin metal oksit içerikleri sebebiyle atıkların çevreye zararını minimize etmek ve atıktan katma değerli ürün elde etmek motivasyonuyla seçilmiştir. Proje süresince üretilecek kompozit malzemeye ait yapı-özellik-performans ilişkisi tozun lityum iyon bataryada (LIB) anot olarak kullanımında sergileyeceği performansı maksimize edecek şekilde gerçekleştirilmektedir. Bu projenin temelini oluşturan ‘endüstriyel atıklardan katma değeri yüksek bir uygulama olan LIB için elektrot üretimi’ konusu geçmiş yıllarda tamamlanan araştırmalardan oldukça farklı bir bakış açısıyla kurgulanmış olup, literatürde bulunan yayınlarda henüz benzerine rastlanmamış bir yaklaşım ile elektrot tasarımını hedeflemektedir. Bu projeye ait bilimsel ve teknolojik özgün değerler şu şekilde özetlenebilir: 1. Yapılması planlanan bu proje ile sentetik üretim prosesleri kullanmak yerine hali hazırda ülkemizde büyük bir sanayi kolu olan demir-çelik sanayisinden elde edilen atıklar değerlendirilecektir. Sentetik prosesler genel olarak ülkemizde üretilemeyen/sınırlı üretilebilen yüksek maliyetli, yüksek saflıkta başlangıç malzemelerine ihtiyaç duyarlar. Projede kullanılması planlanan başlangıç malzemesi ise hali hazırda çelik sanayii üretiminde atık olarak oluşup, bertarafı üreticiye ekstra maliyet getirebilmektedir. Böylece, önerilen proje kapsamında tasarlanan yöntemle ülkemizin sanayi atıklarının değerlendirilmesi suretiyle lityum iyon batarya gibi yüksek katma değerli bir teknolojik uygulama için elektrot tasarlamak hem ekonomik hem de çevresel anlamda büyük bir başarı olacaktır. Önerilen proje fikrinin özgün, metal oksit anot üretimde gerekli olan yüksek sarf ve yatırım maliyeti sorununun çözümünde sunduğu yaklaşımın yenilikçi ve bilimsel kalitesinin yüksek olduğuna inanılmaktadır. 2. Günümüzde metal oksit tozlar dahil olmak üzere çeşitli malzemelerin performanslarının karbon ile işlenmek suretiyle geliştirildiği gözlemlenmiştir. Bu proje önerisinde ise EAFGB tozunu farklı karbon kaynakları (glukoz, sukroz, aktif karbon) ile değişen toz/karbon oranında (1/5- 1/1) öğüttükten sonra değişen süre (1-6sa) ve sıcaklıkta (400-700oC) ısıl işleme sokmak suretiyle kompozit malzemesini üretmek ve özelliklerini geliştirmek hedeflemektedir. Bu noktada proje önerisinde başlangıç malzemesi olarak kullanılacak EAFBG tozunun partikül boyutunun düşük olması proseste verimi arttıracaktır. Bu durumun proses üretim maliyetine önemli bir avantaj getirecektir. 3. Günümüze kadar süre gelen deneyler sonucunda bu yaklaşımın ümit vadeden performans eldesine imkan tanıdığı görülür. Bu sebeple farklı atıklardan farklı batarya tiplerine ait elektrotların geliştirilmesi hususunda araştırma-geliştirme çalışmalarımı sürdürmekteyim.
|
Yerli Fe-Cr alaşımlarından Al2O3 ile dekore edilmiş, metal katkılı Fe2O3-Cr2O3 kompozit tozlarının lityumiyon piller için anot malzemesi olarak geliştirilmesi
Proje Bütçesi : ₺ 339.464,00, 15 Mart 2019, 15 Eylül 2021
|
Konu
Son dönemde küresel anlamda yaşanan ekonomik kararsızlıklar, ülke politikalarını ‘özsermayelerini kullanarak üretim yapma ve teknoloji geliştirme’ konusunda yapılacak çalışmaları desteklemeye yönlendirmiştir.Bu noktada gelişen ülkelerden biri olarak Türkiye’de yüksek katma değerli ürünleri milli kaynaklar kullanarak üretmek amacıyla yapılacak araştırmalara vereceği desteği arttıracağını açıklamıştır.Yeşil enerjinin milli imkanlarla üretilmesi ve depolanması da bu kapsamda araştırmaya açık, öncelikli konulardan birini oluşturmaktadır. Bu sebeple, projede önerilen lityum iyon batarya(LİB) teknolojisinde kullanılmak üzere yerli Fe-Cr alaşımlarından hareketle Al2O3 ile dekore edilmiş metal katkılı Fe2O3-Cr2O3 kompozit anot malzemesinin geliştirilmesi hem ekonomik hem de akademik anlamda önem arz etmektedir.Projenin hipotezi yerli Fe-Cr alaşımlarını başlangıç malzemesi olarak kullanarak LİB için yüksek elektrokimyasal performans sergileyen kompozit anot malzemesi üretmektir.Projenin özgün yönü yerli Fe-Cr alaşımından demir oksiti ve krom oksiti çevre dostu yöntemle ürettikten sonra, mekanokimyasal prosesle tozları alüminyumla öğütmek suretiyle, literatürde ilk defa, Al2O3 ile dekore edilmiş metal katkılı Fe2O3-Cr2O3 kompozit tozlarının LİB’lar için anot malzemesi olarak üretilmesidir. Projenin amacı katma değeri yüksek bir ürün olarak kompozit anot malzemesinin yalnızca yerli kaynaklar kullanarak üretilmesi ile ulusal ekonominin uzun vaadede güçlenmesine destek verilmesi, proje süresince yetiştirilecek öğrenciler sayesinde ülkenin entelektüel sermayesinin zenginleştirilmesine destek olunması ve yapılacak yayınlarla ile de literatüre katkı vererek gelecek dönemlerde ülkemizde üretilen diğer ara/nihai ürün ve atıkların elektrot malzemesi olarak değerlendirilmesi için yapılacak çalışmalara örnek teşkil edilmesidir.
|
Lityum İyon Pil Teknolojisine Yönelik Eğik Açılı Elektron Demeti Buharlaştırma Yöntemiyle Dereceli Olarak Bileşimi Değişen Gözenekli Şekilli Cusi İnce Film Anotların Üretimi Ve Karakterizasyonu
Proje Bütçesi : ₺ 261.725,00, 15 Nisan 2014, 26 Temmuz 2017
|
Konu
Elektron demeti buharlaştırma yöntemi kullanılarak boşluklu yapıda Cu ve Si içeren ince filmlerin üretilmesi ve karakterize edilmesi hedeflenmiştir. Bu proje kapsamında buhar biriktirme sırasında altlık ve pota arasındaki açının değiştirilmesi, altlığın hareket ettirilmesi (döndürülmesi) ve buharlaştırma hızı gibi parametrelerin kaplama süresince değiştirilmesi ile farklı oranda boşluk içeren ve bileşimi kalınlık boyunca değişen ince filmler üretilmiştir. Sonuçlar ümit vaat edici bulunmuştur.
|
İkincil Lityum İyon Piller İçin Elektron Demeti Yöntemi İle CuSn Ve CuSi Alaşımlı Düzenli Nano Gözeneklere Sahip Anotların Üretimi Ve Karakterizasyonu
Proje Bütçesi : ₺ 313.509,00, 15 Eylül 2010, 15 Mart 2013
|
Konu
Lityum İyon Piller için şekilli ince film elektrot üretimi ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu projede Cu-Sn ve Cu-Si içeren şekilli ince filmler elektron demeti buhar biriktirme yöntemiyle üretilmiştir.
|