Grafen; karbon atomunun altıgen şeklinde bulunduğu, dünyadaki tek iki boyutlu malzemedir. Sahip olduğu üstün özellikleri sebebiyle farklı alanlarda kullanılabildiği için birçok çalışmaya konu ...olmuştur. Günümüzde teknolojik öneme sahip araştırma konularından biri de enerji üretimi ve enerjinin depolanmasıdır. Bu çalışmalarda ana hedef; verimli, ucuz enerji üretimini ve enerjinin depolanmasını sağlamaktır. Teknolojinin hızlı ilerlemesiyle, uzun ömürlü, yüksek güç yoğunluğuna ve küçük boyuta sahip pil geliştirme çalışmaları önemli bir konu olmuştur. Lityum hava pili, diğer pillere kıyasla daha fazla enerji depolayabilen sistemlerdir. Bu pillerde daha fazla enerji depolanabilmesinin nedeni, diğer pil sistemlerine göre daha hafif katot malzemesi kullanılmasıdır. Lityum hava pilinde oksijen geçişini sağlamak için katot olarak gözenekli karbon kullanılmaktadır. Karbon esaslı malzemelerden olan grafen, üstün özellikleri sayesinde lityum-hava pillerinde elektrot olarak tercih edilmektedir. Bu makale grafen yapısının özellikleri, grafenin üretim yöntemleri, bu yöntemlerin kıyaslaması ve potansiyel uygulama alanları konusundaki araştırmaları kapsamaktadır. Ayrıca pillerin tarihsel gelişimi, mevcut lityum-hava pil teknolojileri ve Li-hava pillerinde yeni nesil grafen esaslı elektrotların kullanımı konuları incelenmiştir.
Graphene; it is the only two-dimensional material in the world in which the carbon atom is located in a hexagonal shape. It has been the subject of many studies because it can be used in different areas due to its superior properties. Today, one of the research topics with technological importance is energy production and energy storage. The main target in these studies; to provide efficient, cheap energy production and energy storage. With the rapid progress of technology, battery development studies with long life, high power density and small size have become an important issue. Lithium air batteries are systems that can store more energy than other batteries. The reason why more energy can be stored in these batteries is the use of lighter cathode material compared to other battery systems. Porous carbon is used as the cathode to provide oxygen passage in the lithium-air battery. Graphene, which is one of the carbon-based materials, is preferred as an electrode in lithium-air batteries due to its superior properties. This article covers research on the properties of graphene structure, production methods of graphene, comparison of these methods and potential applications. In addition, the historical development of batteries, current lithium-air battery technologies and the use of New Generation Graphene-based electrodes in Li-air batteries are examined.
The aim of this study was to i.) obtain Graphene (G)/epoxy, Graphene Oxide (GO)/epoxy, G/carbon fiber reinforced plastic (CFRP), GO/CFRP nanocomposites by G and GO addition to epoxy and CF matrices ...and ii.) investigate the effect of G and GO addition on tensile strength of the nanocomposites produced. The graphene was not homogeneously distributed in polymer matrices; therefore, the G was converted into the GO using hummers method. The characterization GO was carried out by SEM, EDX, FTIR and X-RD analysis, which confirmed the successful production of the GO. The G/epoxy, GO/epoxy, G/CFRP and GO/CFRP nanocomposites were obtained by adding G and GO to epoxy and CF at a rate of 0.1, 0.2, and 0.3%. The effect of G and GO on tensile strength of the nanocomposites was determined using a tensile test. The addition of G and GO at 0.2% rate yielded the best results. The effect of GO on tensile strength was better compared to that of the G.
Bazı metallere canlı organizmaların düzenli fonksiyonlarında çok az miktarda da olsa ihtiyaç duyulmakta bu nedenle bu metallerin varlığı önem kazanmaktadır (bakır, çinko, demir, vb. gibi). Fakat ...bazıları zehirli olup bu zehirli metaller insanların yaşadığı çevre ve yiyecekler için tehiikeii eser metaller oiarak kabul edilmektedir. Bu metaller (kurşun, cıva, kadmiyum, arsenik, çinko, demir, bakır, mangan, krom) yüksek derişimlerde zehirli bileşenlerine dönüşmesi nedeniyle zararlı olabilmektedir. Bu nedenle modern analitik kimyada, eser metallerin tayini için basit, çevre için güvenli, duyarlı ve seçici yöntemlerin geliştirilmesine doğru bir eğilim vardır. Eser metallerin düşük derişimleri nedeniyle genellikle bir ayırma ve zenginleştirme tekniği gerekmektedir. Bu tekniklerden en yaygın olarak kullanılanlardan birisi de katı faz özütleme (SPE) tekniğidir. Katı faz özütleme alanındaki yeni çalışmalar, asit ve bazlara dayanıklılık, analite seçicilik, geniş yüzey alanı ve yüksek adsorpsiyon kapasitesi gibi iyi performanslı yeni katı fazların sentezlenmesiyle ilgilidir. Grafen (G) vegrafen oksit(GO)'in maksimum adsorpsiyon kapasiteleri şimdiye kadar rapor edilenlere göre çok daha yüksek olması nedeni ile G ve GO nanotabakaları hem organik bileşikler hem de metal türler için klasik SPE'de başarılı bir şekilde uygulanabilmektedir.
Bu çalışmada; yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) içerisine %5 oranında çinko borat ve farklı oranlarda grafen tozları katılarak bir kompozit üretilmiştir. Kompoziti oluşturan malzemeler çift vidalı ...ekstrüzyon makinesinde karıştırılarak beş farklı grup elde edilmiştir ve enjeksiyon makinası kullanılarak standart test numuneleri üretilmiştir. Mekanik değerleri belirlemek için çekme, sertlik ve darbe testleri yapılmıştır. Ayrıca çinko borat ve grafenin dağılımlarını belirlemek için taramalı elektron mikroskobisi (SEM) ile fotoğrafları çekilmiştir. Analizler sonucunda YYPE içerisinde çinko borat ve grafen toz ilavesiyle; elastiklik modülü, çekme mukavemeti, kopma mukavemeti ve sertlik değerlerinin arttığı diğer taraftan darbe mukavemeti kopma uzaması ve kopma uzaması değerlerinin ise düştüğü tespit edilmiştir. SEM inceleme sonucu çinko borat ve grafen tozlarının homojen dağıldığı tespit edilmiştir.
In this study; A composite was produced by adding 5% zinc borate and different amounts of graphene powders into high density polyethylene (HDPE). Five different groups were obtained by mixing the materials forming the composite in a twin screw extruder and standard test samples were produced using an injection machine. Tensile, hardness and impact tests were performed to determine the mechanical values. In addition, photographs were taken with scanning electron microscopy (SEM) to determine the distributions of zinc borate and graphene. As a result of the analysis, with the addition of zinc borate and graphene powder in HDPE; It was determined that the modulus of elasticity, tensile strength, breaking strength and hardness values increased, while the values of impact strength, elongation at break and elongation at break decreased. As a result of SEM examination, it was determined that zinc borate and graphene powders were homogeneously dispersed.
ABSTRAK- Penelitian ini merupakan bentuk kajian sederhana yang memanfaatkan biomassa pertanian yaitu batok kelapa yang disintesis menjadi material maju grafen. Grafen merupakan salah satu material ...maju dan terbarukan dalam bidang sains dan teknologi terkini karena kemanfaatannya yang multifungsi. Penelitian ini diawali dengan mengubah biomassa batok kelapa menjadi karbon melalui suatu reaksi pembakaran. Arang hasil dari pembakaran selanjutnya diberikan perlakuan dengan metode reduksi kimia atau metode Hummer tereduksi. Hasil penelitian ini memperlihatkan bentuk morfologi grafen berupa serpihan-serpihan atau dikenal dengan istilah grafen Flakes. Hasil ini terkonfirmasi melalui uji visualisasi SEM, dimana grafen Flakes diperlihatkan dalam formasi tumpukan mengindikasikan struktur multilayer. Hasil uji TEM memperlihatkan jarak antar kisi kristal yang dimilikinya yaitu berkisar pada 2,40 dan 2,46 Å. Berdasarkan pada data jarak antar kisi kristal tersebut, hasil simulasi energi menggunakan prinsip DOS didapatkan bahwan grafen hasil sintesis memiliki energi secara berturut-turut adalah 4,0 eV untuk level konduksi dan 3,3 eV untuk level valensi. Hasil uji optik sifat absorbansi dan fluoresens memperlihatkan grafen memiliki dua puncak serapan utama yang berkorelasi dengan terjadinya transisi energi dan dari bentuk ikatan C=C dan C-O-C. Adapun pendaran yang dihasilkan melalui uji fluoresensi adalah warna hijau dengan panjang gelombang 525 nm. Secara sederhana rancangan penelitian dapat dikatakan telah berhasil dalam mensintesis grafen dari arang batok kelapa, meskipun belum sempurna dan masih perlu untuk dilakukan kajian kembali. Hasil dari penelitian ini selanjutnya akan dikembangkan lagi menjadi bentuk grafen dengan morfologi yang berpori. ABSTRACT− This research is a simple study that takes an advantage of agricultural biomass that is synthesized cocconut shell to become graphene, an advanced material. Graphene is one of advanced-and-renewable material in the recent science and technology due to its multifunctional values.The research started with a changed cocconut shell being carbon through a burning reaction. Then the next procedure is given to the charcoal, produced from the burning process, by chemical reduction method or reduced hummer method.The observation showed a morphological form of graphen known as graphen flakes. It had been confirmed by SEM visualization test where the graphene flakes exhibited in a drift formafion indicated a multilayer structure. TEM test result showed a space in the owned crystal lattice approximately from 2.4 to 2.46 Å. Based on the data of the crystal lattice space, the result of energy simulation using DOS principal impressed that synthesized graphen has energy respectively 4.0 eV for a conduction and 3.3 eV for valency level. Therefore, the absorbantion and fluorecence result of the optical test showed that the graphen has two main absorptions corellated with the transitional energy of and to the form of C=C and C-O-C. However, emission resulted from fluorecence test is green with wavelength 525 nm. In a simple way, this reseach project can be resumed as a success study in the synthesized coconut from cocconut shell, while it had not been perfect, yet, and it needed to be advanced. Next, the outcome of the study will be developed more to be a porous graphen form
Graphene is a two-dimensional honeycomb material with an atomic-thick planar structure. Graphene is one of the most studied nanomaterials that can be used in nanotechnology applications. There are ...various methods for synthesizing or isolating graphene monolayers, but by far the most popular uses a process called chemical vapor deposition. Chemical vapor deposition, or CVD, is a process that has the potential to produce relatively high-quality graphene at scale. The CVD process is relatively straightforward with some specialized equipment. However, controlling gas volume, pressure, temperature, and timing is critical to producing good quality graphene. In this project, the synthesis of graphene was carried out at different temperatures, pressures and coating times to produce stable, controlled and durable graphene by chemical vapor deposition. The characteristics of graphene sheets obtained by SEM, AFM and Raman spectroscopy analyzes were determined, as well as the optimal parameters for a stable, sustainable and controlled production of graphene. In parallel, the electrical properties of graphene films on different thicknesses have been studied. Therefore, obtaining a thin film with suitable thickness, transmission and electrical properties of graphene, which is currently marketed worldwide, was investigated.
Grafen, atom kalınlığında düzlemsel altıgen bal peteği yapısına sahip iki boyutlu bir malzemedir. Nano teknolojik uygulamalarda kullanılabilme potansiyeli ile en çok çalışılan nano malzemelerden biri grafendir. Tek katmanlı grafen sentezlenmesinin veya izole edilmesinin farklı yolları vardır, ancak şu ana kadarki en popüler yöntem kimyasal buhar biriktirme adı verilen bir işlem kullanılmaktır. Kimyasal buhar biriktirme, CVD, yöntemi ile ölçekte nispeten daha yüksek kaliteli grafen üretme potansiyeline sahip bir metottur. CVD işlemi makul bir şekilde basittir, ancak bazı özel ekipman gerekli olmasına rağmen, iyi kalitede grafen oluşturmak için gaz hacimleri, basınç, sıcaklık ve süre parametrelerinin kontrolü büyük önem arz etmektedir. Bu proje çalışmasında Kimyasal Buhar Biriktirme Yöntemiyle stabil, kontrollü ve sürdürülebilir grafen elde edebilmek için farklı sıcaklık, basınç ve kaplama süreleri ile grafen sentezi gerçekleştirilmiştir. SEM, AFM ve Raman Spektroskopi analizleri ile elde edilen grafen tabakaların karakterizasyonu yapılmış ve kararlı, sürdürülebilir ve kontrollü grafen eldesi için optimum parametreler belirlenmiştir. Aynı zamanda grafenin farklı kalınlıklardaki filmlerinin elektriksel özellikleri incelenmiştir. Böylece tüm dünyada şu an ticarileştirilmeye çalışılan grafenin uygun alttaş üzerine büyütülmüş uygun kalınlıkta ince film eldesi, transferi ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi yapılmıştır.
Dobro poznavanje grafena i njegovih derivata, kao što su grafenov oksid, reducirani grafenov oksid i grafenske kvantne točke, neophodno je radi otkrivanja njihovih svojstava i moguće primjene u ...izradi nanokompozita. Posljednjih su godina grafen i njegovi derivati privukli značajnu pažnju i imali široku primjenu u izradi biosenzora za detekciju mikroorganizama, prije svega zbog svojih izvrsnih svojstava, kao što su: velika površina, dobra optička i magnetska svojstva, te visoki modul elastičnosti, a koja se mogu modificirati dodatkom drugih materijala, npr. makromolekula, metalnih oksida i iona metala, čime se poboljšavaju elektrokemijska svojstva biosenzora. U ovom su revijalnom prikazu opisani postupci izrade biosenzora od grafena i njegovih derivata (nanokompozita grafena). Zatim je opisana moguća primjena tih biosenzora za detekciju mikroorganizama, i to priona, viroida, stanica virusa i bakterija, plijesni, protozoa, mikrobnih toksina i antibiotika porijeklom iz mikroorganizama.
PDF
