Benzimidazol-2-Tiyon ve Benzimidazol-2-Selenon İle Modifye Edilmiş Polimerik Bileşiklerin Sentezi Karakterizasyonu ve Li-İon Pillerinde Anot Elektrot Olarak Kullanılması

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: İnönü Üniversitesi, Sağlık Hizmetleri Meslek Yüksekokulu, Tıbbi Hizmetler Ve Teknikler, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2026

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Semih YILDIRIM

Danışman: Aydın Aktaş

Özet:

Organik malzemeler, geleneksel inorganik muadillerine benzersiz özellikler ve avantajlar sunan lityum iyon pillerde anot malzemeleri için umut verici adaylar olarak ortaya çıkmıştır. Bu tezde, lityum iyon pillerdeki uygulamalarına odaklanarak, organik malzemelerin enerji depolama cihazlarında anot malzemesi olarak kullanımını araştırılmaktadır. Çalışma kapsamında, öncelikle çeşitli benzimidazolyum bileşiklerinden organosülfür (tiyoüre) ve organoselen (selenoüre) bileşikleri olan benzimidazol-2-tiyon ve benzimidazol-2-selenon bileşikleri sentezleyip onların polimerlerik yapılara dönüştürülmesi amaçlanmaktadır. Bu alandaki avantajlar, zorluklar ve devam eden gelişmeler incelenmekte ve organik anot malzemelerinin daha yüksek enerji yoğunluğu, gelişmiş çevrim kararlılığı ve çevresel sürdürülebilirlik elde etme potansiyeli vurgulanmaktadır. Organik anot malzemelerinin kapsamlı analizi, elektrokimyasal performansları, elektrot reaksiyon mekanizmaları, verimliliklerini ve performanslarını artırmak için moleküler yapı modifikasyonu, elektrolit optimizasyonu, bağlayıcı seçimi ve elektrot mimarisi gibi tasarım stratejileri hakkında fikir vermektedir. Buna ek olarak, organik anot malzemeleri alanında gelecekte yapılacak araştırmalar, düşük enerji yoğunluğu, döngü kararlılığı, zayıf deşarj kabiliyeti, potansiyel güvenlik endişeleri gibi mevcut sınırlamaları aşmaya ve performanslarını artırmaya odaklanmalıdır. Bunu yapmak için yapısal kararlılığı, iletkenliği, çevrim ömrünü ve kapasite azalmasını iyileştirmek, yeni redoks aktif organik bileşikleri keşfetmek ve yeni nesil yüksek performanslı enerji depolama cihazlarının önünü açmak gerekecektir. Organik anot malzemelerinin ticari olarak uygulanabilir olması için ölçeklenebilir ve ekonomik üretim süreçlerinin geliştirilmesi de önemlidir.

Bu tez kapsamında yapılan çalışmalar:       

1)     6 tane organosülfür bileşiği olan bezimidazol-2-tiyon (NHC-S) bileşikleri (1a-f) sentezlendi.

2)     2 tane organoselen bileşiği olan bezimidazol-2-selenon (NHC-Se) bileşikleri (2a-f) sentezlendi.

3)     6 tane MWCNT-NHC-S bileşiklerinden polimerik anot malzemeleri (3a-f) sentezlendi.

4)     2 tane MWCNT-NHC-Se bileşiklerinden polimerik anot malzemeleri (4c and 4d) sentezlendi.

5)     Tüm NHC-S (1a-f) ve NHC-Se (2c-d) bileşiklerinin yapıları ¹H NMR, ¹³C NMR ve FTIR spektroskopik yöntemlerin yanında elemental analiz tekniği kullanılarak karakterize edilmiştir.

6)     Tüm MWCNT-NHC-S (3a-f) ve MWCNT-NHC-Se (4c and 4d) bileşiklerinin FTIR ve TGA teknikleri ile yapıları karakterize edildi.

7)     Tüm MWCNT-NHC-S (3a-f) ve MWCNT-NHC-Se (4c and 4d) bileşiklerinin Li-İyon pillerde anot malzeme olarak pil ölçümleri yapıldı.