Fe2AlB2 VE MoAlB MAB FAZLARININ SENTEZİ VE SÜPERKAPASİTÖR UYGULAMALARI İÇİN Fe2Al1-xB2 VE MoAl1-xB MBene YAPILARININ ARAŞTIRILMASI

Bu doktora tezi, Fe2AlB2 ve MoAlB MAB fazlarının sentezi ile bu fazlardan türetilen Fe2Al1-xB2 ve MoAl1-xB MBene yapıların kapsamlı karakterizasyonuna odaklanmakta ve söz konusu malzemelerin enerji depolama uygulamalarındaki potansiyelini ayrıntılı olarak ortaya koymaktadır. Fe2AlB2 MAB fazı, FeB ve Al tozlarının 1200 °C’de 2 saat sinterlenmesiyle başarıyla sentezlenmiş, ardından alüminyum tabakalarının 2 M HCl çözeltisi ile seçici olarak aşındırılması sonucunda tabakalı ve akordeon benzeri morfolojiye sahip Fe2Al1-xB2 MBene elde edilmiştir. Elektrokimyasal ölçümler, Fe2Al1-xB2 MBene’in belirgin psödokapasitif davranış sergilediğini ve üç elektrotlu sistemde 0,5 A g⁻¹ akım yoğunluğunda 276 F g⁻¹ spesifik kapasitans değerine ulaştığını göstermiştir. Bu yüksek performans, geniş özgül yüzey alanı, tabakalar arası genişlemiş yapı ve Fe tabanlı redoks aktif bölgelerin varlığı ile ilişkilendirilmektedir. Asimetrik süperkapasitör (ASC) konfigürasyonunda, 306,4 W kg⁻¹ güç yoğunluğunda 20,6 Wh kg⁻¹ enerji yoğunluğu elde edilmiş ve cihaz, 10,000 çevrim sonunda başlangıç kapasitansının %96’sını koruyarak üstün çevrim kararlılığı sergilemiştir. Bu bulgular, Fe2Al1-xB2 MBene’in yüksek performanslı elektrot malzemeleri arasında yer alabileceğini göstermektedir. MoAlB fazı ise MoB ve Al tozlarının 1400 °C’de 4 saat sinterlenmesiyle sentezlenmiş ve ardından 9 M HCl ve %0,3 H2O2 içeren çözelti ile gerçekleştirilen seçici aşındırma işlemi sonucunda MoAl1-xB MBene elde edilmiştir. Elektrokimyasal testler, MoAl1-xB MBene’in üç elektrotlu sistemde 0.5 A g⁻¹ akım yoğunluğunda 200 F g⁻¹ spesifik kapasitans sergilediğini ortaya koymuştur. İlgili ASC cihazı, 17,8 Wh kg⁻¹ enerji yoğunluğu ve 21,6 kW kg⁻¹ güç yoğunluğu değerlerine ulaşmıştır.