| | SLO | ENG | Piškotki in zasebnost

Večja pisava | Manjša pisava
Prva stran > Izpis gradiva

Izpis gradiva Pomoč

Naslov:Razvoj elektroprevodnih tekstilnih materialov, modificiranih z MXeni za elektrokemično shranjevanje energije : doktorska disertacija
Avtorji:ID Jug, Laura (Avtor)
ID Ojstršek, Alenka (Mentor) Več o mentorju... Novo okno
Datoteke:.pdf DOK_Jug_Laura_2026.pdf (12,51 MB)
MD5: CD07CAC2E10ED38E57AD6D5E5E9362CB
 
Jezik:Slovenski jezik
Vrsta gradiva:Doktorsko delo/naloga
Tipologija:2.08 - Doktorska disertacija
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Opis:Elektroprevodne tekstilije imajo velik potencial pri razvoju nosljivih elektronskih naprav, vendar je njihova širša uveljavitev omejena zaradi pomanjkanja napajalnih virov, ki bi bili dovolj prožni, stabilni in dovolj zmogljivi. V zadnjem času je bil narejen velik napredek pri razvoju fleksibilnih tekstilnih superkondenzatorjev, ki so funkcionalizirani z nanodelci, zlasti Ti₃C₂Tₓ MXeni, ki imajo visoko električno prevodnost, specifično kapacitivnost in združljivost z različnimi tekstilnimi substrati. Kljub dobrim lastnostim njihova implementacija ostaja zahtevna zaradi neenakomernega nanosa delcev, njihovega medsebojnega zlaganja, omejene zmogljivosti ter nezadostne obstojnosti na tekstilnih substratih, kar predstavlja pomemben raziskovalni izziv pri razvoju naprednih napajalnih rešitev za t. i. pametne tekstilije. Doktorska disertacija se osredotoča na razvoj elektroprevodnih tekstilnih materialov, modificiranih z nanodelci Ti₃C₂Tₓ MXenov, ki so namenjeni uporabi v fleksibilnih elektrokemičnih hranilnikih energije. V primerjavi z referenčnimi študijami, kjer za sintezo, kot prekurzor, uporabljajo MAX fazo manjših dimenzij (40 µm), smo v naši raziskavi sintetizirali Ti₃C₂Tₓ MXen nanodelce iz MAX faze večjih dimenzij (100 µm) s spremenjenimi pogoji jedkanja. Pripravljeni 2D nanodelci so tvorili stabilne koloidne disperzije (ζ-potencial ≤ −40 mV), ki so bile primerne za nanos na celulozno tkanino. Z optimizacijo procesa smo pripravili delce večjih dimenzij (hidrodinamični premer do 2723 nm v primerjavi s 1422 nm pri referenci), povečali smo stabilnost disperzij (48-odstotno znižanje absorbance po 30 dneh v primerjavi z 68 % pri referenci) ter izboljšali izkoristek in električno prevodnost (12,3 kS/cm v primerjavi z 8,6 kS/cm pri referenčnem vzorcu). Z nanosom Ti₃C₂Tₓ MXen nanodelcev na bombažno tkanino po postopku omakanja smo proučevali vpliv velikosti delcev na njihovo porazdelitev po površini tkanine in električno prevodnost modificiranih tkanin. Z meritvami kontaktne profilometrije in električnega upora smo pokazali, da večji delci, pripravljeni pri optimiziranih pogojih jedkanja, omogočajo oblikovanje bolj homogenega in bolj prevodnega sloja. Proučili smo obstojnost nanosa po več ciklih pranja (do 20-krat) ter dokazali, da uporaba polimernih zaščitnih premazov (PUR, AR, TECT) izboljša obstojnost delcev, ne da bi pri tem močno poslabšala fleksibilnost in funkcionalnost tekstilij. Z vnosom HrGO in LAW med MXen plasti ali s termično obdelavo MXen tekstilnih elektrod smo zmanjšali zlaganje MXen delcev, kar je vodilo do povečanega razmaka med delci, večje specifične površine ter boljše elektrokemične dostopnosti aktivnih mest. Na podlagi elektrokemične karakterizacije smo z metodami CV, GCD in EIS pokazali, da MXen/tekstilne elektrode izkazujejo psevdokapacitivnost, pri čemer je bila njihova zmogljivost odvisna od uporabljenih postopkov obdelave. Z vključevanjem HrGO in LAW med MXen plasti smo povečali kapacitivno stabilnost pri večji hitrosti skeniranja, medtem ko smo s termično obdelavo MXen/tekstilnih elektrod v atmosferi amonijaka pri 700 °C dosegli več kot trikratno povečanje specifične kapacitivnosti (1,373 F/cm² v primerjavi z 0,38 F/cm² pri osnovni elektrodi). Kot končni rezultat smo razvili simetričen superkondenzator (SCS6-700) z gostoto energije 14,45 μWh/cm² ter s tem dokazali, da imajo razvite MXen/tekstilne elektrode velik potencial kot elektrokemične komponente za napajanje nosljivih elektronskih naprav.
Ključne besede:sinteza Ti₃C₂Tₓ MXen nanodelcev, elektroprevodne tekstilije, superkondenzator, elektrokemična karakterizacija, shranjevanje energije
Kraj izida:Maribor
Kraj izvedbe:Maribor
Založnik:[L. Jug]
Leto izida:2025
Št. strani:XXII, 169 str.
PID:20.500.12556/DKUM-95065 Novo okno
UDK:669.21/.23.017.16:54-172(043.3)
COBISS.SI-ID:266348547 Novo okno
Datum objave v DKUM:16.01.2026
Število ogledov:194
Število prenosov:36
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
Področja:KTFMB - FS
:
Kopiraj citat
  
Skupna ocena:(0 glasov)
Vaša ocena:Ocenjevanje je dovoljeno samo prijavljenim uporabnikom.
Objavi na:Bookmark and Share



Postavite miškin kazalec na naslov za izpis povzetka. Klik na naslov izpiše podrobnosti ali sproži prenos.

Licence

Licenca:CC BY-NC-ND 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva-Nekomercialno-Brez predelav 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.sl
Opis:Najbolj omejujoča licenca Creative Commons. Uporabniki lahko prenesejo in delijo delo v nekomercialne namene in ga ne smejo uporabiti za nobene druge namene.
Začetek licenciranja:03.09.2025

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Development of electrically conductive textile materials modifield with MXenes for electrochemical energy storage applications
Opis:Electrically conductive textiles hold great potential for the development of wearable electronic devices, but their broader adoption remains limited due to the lack of power sources that are sufficiently flexible, stable, and powerful. Recently, significant progress has been made in developing flexible textile supercapacitors functionalized with nanoparticles, particularly Ti₃C₂Tₓ MXenes, which exhibit high electrical conductivity, a specific capacitance, and compatibility with various textile substrates. Despite these promising properties, their implementation remains challenging due to uneven particle deposition, problems with stacking, limited performance, and insufficient durability on textile substrates. This presents an essential research challenge in the development of advanced power solutions for smart textiles. This doctoral dissertation focuses on the development of electrically conductive textile materials modified with Ti₃C₂Tₓ MXene nanoparticles for use in flexible electrochemical energy storage devices. In comparison with reference studies, where a small-sized MAX phase precursor (40 µm) was used for synthesis, in our work, we synthesized Ti₃C₂Tₓ MXene nanoparticles from a larger MAX phase (100 µm) under modified etching conditions. The prepared 2D nanoparticles formed stable colloidal dispersions (ζ-potential ≤ −40 mV), suitable for deposition onto cellulose fabrics. By optimizing the process, we produced particles of larger dimensions (with a hydrodynamic diameter up to 2723 nm compared to 1422 nm in the reference sample), improved dispersion stability (a 48% decrease in absorbance after 30 days compared to 68% in the reference sample), and achieved higher yield and electrical conductivity (12.3 kS/cm compared to 8.6 kS/cm in the reference sample). By depositing Ti₃C₂Tₓ MXene nanoparticles onto cotton fabric using a dip-coating process, we investigated the effect of particle size on the surface distribution and on the electrical conductivity of the modified textiles. Contact profilometry and electrical resistance measurements demonstrated that larger particles, prepared under optimized etching conditions, enabled the formation of a more homogeneous and conductive layer. Furthermore, we studied the durability of the coatings after multiple washing cycles (up to 20 times) and confirmed that the application of polymeric protective coatings (PUR, AR, TECT) enhanced particle durability without significantly compromising textile flexibility or functionality. By introducing HrGO and LAW between MXene layers or applying thermal treatment to MXene-modified textile electrodes, we reduced particle restacking, thereby increasing the interlayer spacing, specific surface area, and electrochemical accessibility of active sites. Electrochemical characterization (CV, GCD, and EIS) revealed the pseudocapacitive behaviour of the MXene/textile electrodes, with performance strongly dependent on the treatment methods used. The incorporation of HrGO and LAW between the MXene layers enhanced the capacitive stability at higher scan rates, while the thermal treatment of the MXene/textile electrodes in an ammonia atmosphere at 700°C resulted in more than a threefold increase in the specific capacitance (1.373 F/cm² compared to 0.38 F/cm² for the untreated electrode). As a final outcome, we developed a symmetric supercapacitor (SCS6-700) with an energy density of 14.45 μWh/cm², thereby demonstrating that the engineered MXene/textile electrodes have great potential as electrochemical components for powering wearable electronic devices.
Ključne besede:synthesis of Ti₃C₂Tₓ MXene nanoparticles, electroconductive textiles, supercapacitor, electrochemical characterization, energy storage


Komentarji

Dodaj komentar

Za komentiranje se morate prijaviti.

Komentarji (0)
0 - 0 / 0
 
Ni komentarjev!

Nazaj
Logotipi partnerjev Univerza v Mariboru Univerza v Ljubljani Univerza na Primorskem Univerza v Novi Gorici