Ebil, ÖzgençCihanoğlu, GizemKayhan, İklime2026-03-272026-03-272025https://hdl.handle.net/11147/19020Zinc-air batteries (ZABs) stand out among next-generation energy storage systems due to their high theoretical energy density and environmentally friendly nature. However, the complex structure and limited durability of gas diffusion electrodes (GDEs) remain major challenges for their commercialization. In this study, three strategies were developed to enhance GDE performance using the initiated Chemical Vapor Deposition (iCVD) and electrodeposition technique. First, GDEs were improved by coating the electrode-electrolyte interface with copolymers of glycidyl methacrylate (GMA) with divinylbenzene (DVB), and 2 hydroxyethyl methacrylate (HEMA). Second, gas diffusion layer (GDL) structures were optimized using iCVD deposited 1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorodecyl acrylate (PFDA) and 2,4,6,8-tetramethyl-2,4,6,8-tetravinylcyclotetrasiloxane (V4D4) to enhance oxygen transport and humidity balance. Finally, carbon- and binder-free manganese oxide (MnOₓ) catalyst layer onto nickel foam was fabricated by electrodeposition method. Characterization was conducted using Fourier-transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Raman Spectroscopy, Atomic Force Microscopy (AFM), Water Contact Angle (WCA), and electrochemical measurements. The electrode-electrolyte interface coatings exhibited stable behavior at 10 mA.cm-2, while GDL modifications-maintained durability for up to 18 hours. The MnOₓ catalyst layer demonstrated a promising oxygen evolution reaction (OER) activity with an overpotential of 0.42 V vs. RHE at 10 mA.cm-2. Overall, the proposed iCVD-based coating strategies and electrodeposited catalyst layer offer a promising route for developing durable and efficient GDEs in ZAB systems.Çinko-hava bataryaları, yüksek teorik enerji yoğunlukları ve çevre dostu özellikleri sayesinde yeni nesil enerji depolama sistemleri arasında öne çıkan bir teknolojidir. Ancak, gaz difüzyon elektrotlarının karmaşık yapısı ve sınırlı dayanıklılığı, bu sistemlerin ticarileştirilmesinin önündeki en önemli engellerden birini oluşturmaktadır. Bu çalışmada, gaz difüzyon elektrotlarının (GDE) performansını artırmak amacıyla başlatılmış kimyasal buhar biriktirme (iCVD) ve elektrokaplama yöntemi kullanılarak üç farklı strateji geliştirilmiştir. İlk olarak, GDE'leri iyileştirmek için elektrot-elektrolit arayüzeyine glisidil metakrilatın divinilbenzen ve 2-hidroksietil metakrilat ile kopolimerleştirilmesi sonucu elde edilen kaplamalar uygulanmıştır. İkinci olarak, gaz difüzyon katmanı (GDL) yapısı, oksijen taşınımını ve nem dengesini iyileştirmek amacıyla iCVD yöntemiyle biriktirilen flor içeren akrilat ve siloksan esaslı tabakalarla optimize edilmiştir. Son olarak, nikel köpük yüzeyine manganez oksit katalizörlerinin elektrokaplama yöntemiyle biriktirilmesiyle karbon ve bağlayıcı içermeyen gaz difüzyon elektrotları üretilmiştir. Numuneler, Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), Raman spektroskopisi, atomik kuvvet mikroskobu (AFM), su temas açısı (WCA) ölçümleri ve elektrokimyasal analizlerle karakterize edilmiştir. iCVD yöntemiyle elde edilen elektrot elektrolit arayüz kaplamaları 10 mA.cm-2 akım yoğunluğunda yüksek kararlılık gösterirken, GDL modifikasyonları 18 saate kadar dayanıklılığını korumuştur. Manganez oksit katalizör tabakası ise 10 mA.cm-2 akım yoğunluğunda 0,42 V aşırı potansiyel ile yüksek oksijen gelişim reaksiyonu aktivitesi sergilemiştir. Bu sonuçlar, geliştirilen kaplama stratejilerinin çinko-hava bataryalarında dayanıklı ve verimli elektrot tasarımı için umut verici olduğunu göstermektedir.enKimya MühendisliğiChemical EngineeringMaster Thesis