Araştırma Makalesi

Tek Duvarlı Karbon Nanotüpün Kurşun Asit Stop-Start Akü Performansına Etkisi

Cilt: 13 Sayı: 4 22 Aralık 2025
PDF İndir
EN TR

Tek Duvarlı Karbon Nanotüpün Kurşun Asit Stop-Start Akü Performansına Etkisi

Öz

Kurşun-asit aküler hammaddesinin bol olması, güvenilir teknolojisi, geri dönüştürülebilirlik oranının yüksek olması nedeni ile yaygın olarak kullanılmaktadır. Gelişen araç teknolojileri ve çevresel sürdürülebilirlik şartları; Stop-Start özellikli akülerin sarj kabul kabiliyeti, kapasite ve çevrim ömrü özelliklerinin geliştirilmesini gerekli kılmıştır. Yüksek iletkenlik kabiliyetleri, sülfatlaşmayı engelleyici iyon bağ yapıları, yüzey alanı ve gözenekli yapıya katkıları nedeniyle karbon ve karbon türevleri çoğunlukla negatif aktif malzeme için katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Pozitif aktif malzeme katkısı olarak kullanımı için sınırlı sayıda çalışma bulunmaktadır. Bu araştırma, geliştirilmiş sulu kurşun-asit akü (EFB) içerisindeki pozitif plakalarda katkı maddesi olarak kullanılan Tek Duvarlı Karbon Nanotüplerin (SWCNT), akünün elektrokimyasal performansına ve plaka yapısal özelliklerine etkisini ve endüstriyel olarak kullanılabilirliğini incelemeyi amaçlamıştır. %0,4 oranında N-metil-2-pirolidon (NMP) ile karıştırılmış SWCNT 0,0005%-0,1% geniş bir oran aralığında pozitif aktif malzemeye eklenmiştir. Aktif malzeme hazırlanmasında kurşun oksit, polyester elyaf ve seyreltilmiş sülfürik asit çözeltisi kullanılmış ve plakalar kürleme işlemi uygulanarak kristal yapıları oluşturulmuştur. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını kırınımı (XRD) analizleri, SWCNT ilavesinin kristal yapıların oluşumunu olumsuz etkilemediğini, kristal yapıların ağırlıklı olarak 3BS kristal yapılarında şekillendiğini göstermiştir. 2V test hücreleri tasarlanmış ve üretilmiştir. Test hücrelerinin elektriksel performansları; kapasite, empedans ve çevrim ömrü testleri yapılarak sonuçlar irdelenmiştir. SWCNT katkısı olan hücrelerin, formasyon esnasında daha düşük voltajlarda şarj edilebildiği, özgül kapasite ve çevrim ömrünün de arttığı gözlemlenmiştir. Katkı oranı yüksek SWCNT içeren hücreler, kontrol örneklerine kıyasla %55'e kadar daha yüksek kapasite ve 1,5 kat daha fazla çevrim ömrü ortaya koymuştur. Bu gelişmeler, pozitif aktif malzemedeki iletkenliğin artması, plaka üzerindeki sülfatlaşmanın azalmasıyla açıklanmaktadır; Bu da SWCNT katkısının geliştirilmiş kurşun-asit akü performansını artırma potansiyeliyle tutarlılık göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

Abdulkadir Özcan A.Ş.

Etik Beyan

Bu makalenin yazarları çalışmalarında kullandıkları materyal ve yöntemlerin etik kurul izni ve/veya yasal-özel bir izin gerektirmediğini beyan ederler.

Teşekkür

Bu çalışmanın yapılmasında finansal ve laboratuvar desteği sağlayan Abdülkadir Özcan A.Ş.’ne ve ayrıca hammadde temini konusunda katkı sağlayan OCSiAL Luxembourg şirketine teşekkür ederiz.

Kaynakça

  1. [1] Presenter, Geoffrey May (2022, September). Lead Battery Market: By Application and Region. European Lead Battery Conference, Lyon, France.
  2. [2] Lach, J.; Wróbel, K.; Wróbel, J.; Podsadni, P.; Czerwiński, A Applications of Carbon in Lead-Acid Batteries: A Review. J. Solid State Electrochem. 2019, 23, 693–705.
  3. [3] Hu, H.Y.; Xie, N.; Wang, C.; Wu, F.; Pan, M.; Li, H.F.; Wu, P.; Wang, X.D.; Zeng, Z.; Deng, S.; Vinodgopal,K. et al. Enhancing the Performance of Motive Power Lead-Acid Batteries by High Surface Area Carbon Black Additives. Appl. Sci. 2019, 9, 186.
  4. [4] Wang, L.; Zhang, H.; Zhang, W.; Cao, G.; Zhao, H.; Yang, Y. Enhancing Cycle Performance of Lead-Carbon Battery Anodes by Lead-Doped Porous Carbon Composite and Graphite Additives. Mater. Lett. 2017, 206, 113–116.
  5. [5] Saravanan, M., Ganesan, M., & Ambalavanan, S. (2015). Enhanced electrochemical performance of a lead–acid battery by a surface modified negative grid with multiwall carbon nanotube coating. RSC advances, 5(33), 26081-26091.
  6. [6] Mahajan, V.; Bharj, R.S.; Bharj, J. Role of Nano-Carbon Additives in Lead-Acid Batteries: A Review. Bull. Mater. Sci. 2019, 42, 21.
  7. [7] Hao, H.; Chen, K.; Liu, H.; Wang, H.; Liu, J.; Yang, K.; Yan, H. A Review of the Positive Electrode Additives in Lead-Acid Batteries. Int. J. Electrochem. Sci. 2018, 13, 2329–2340.
  8. [8] Ball, R.J.; Evans, R.; Thacker, E.L.; Stevens, R. Effect of Valve Regulated Lead/Acid Battery Positive Paste Carbon Fibre Additive. J. Mater. Sci. 2003, 38, 3013–3017.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Enerji Sistemleri Mühendisliği (Diğer)

Bölüm

Araştırma Makalesi

Erken Görünüm Tarihi

22 Aralık 2025

Yayımlanma Tarihi

22 Aralık 2025

Gönderilme Tarihi

13 Kasım 2025

Kabul Tarihi

5 Aralık 2025

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2025 Cilt: 13 Sayı: 4

Kaynak Göster

APA
Gürsoy, İ., & Özdemir, M. B. (2025). Tek Duvarlı Karbon Nanotüpün Kurşun Asit Stop-Start Akü Performansına Etkisi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 13(4), 1767-1776. https://doi.org/10.29109/gujsc.1822867

                                     16168      16167     16166     21432        logo.png   


    e-ISSN:2147-9526