Grafen kuantum nokta/ metal oksit/ iletken polimer içeren nanokompozitlerin süperkapasitör performanslarının incelenmesi
No Thumbnail Available
Date
2024
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
ANKARA ÜNİVERSİTESİ
Abstract
Tez çalışmasında, indirgenmiş grafen oksit (rGO), yüksek yüzey alanı, düşük maliyet ve çevre dostu özelikleri ile bilinen grafen kuantum nokta (GKN), yüksek teorik spesifik kapasitansa sahip iletken polimer (polipirol, (PPy)) ve MnO2 içeren nanokompozitlerin sentezi, karakterizasyonu ve süperkapasitör uygulamaları için performanslarının incelenmesi amaçlanmıştır. Nanokompozitlerin karakterizasyonları UV-vis görünür bölge spektrofotometresi, Fourier-dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), X-ışınları kırınımı (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılımlı X Işını analizi (EDX) ve Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Nanoyapıların farklı bileşimlerinin kompozit bileşenlerine göre elektrokimyasal performansları ikili elektrot konfigürasyon yöntemi ile nötr ve asidik elektrolitlerde incelenmiş; galvanometrik şarj-deşarj (GŞD), dönüşümlü voltametri (CV) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) analizleri yapılmıştır. rGO, 1 A/g akım yoğunluğunda 72.98 F/g, saf PPy ise 151.63 F/g olarak ölçülmüştür. Elektrokimyasal performansa bileşen miktarlarının etkisinin incelenmesi için kütlece farklı pirol kullanılarak sentezlenen rGO-PPy nanokompozitleri arasından rGO-PPy12, 1 A/g'da 189.09 F/g kapasitans ortaya koymuştur. Ayrıca üç bileşenli rGO-MnO2-PPy nanokompozitlerinde en iyi kapasitif davranışı sergileyen örnek 1 A/g'da 323.91 F/g ve 5 mV/s'de 577.39 F/g değerlerine sahip olan ayrıca 5000 döngü sonrası (GŞD) kapasitansının %88.9'unu koruyan rGO-MnO2(PVP,120)-PPy16 örneği olmuştur. Farklı bileşen oranlarında sentezlenen GKN-PPy nanokompozitleri arasında 5 mV/s'de 331.76 F/g ve 1 A/g'da 195.34 F/g spesifik kapasitansa sahip GKN-PPy16 örneği, 5000 döngü sonunda (GŞD) spesifik kapasitansının %93'ünü korumuştur. GKN-MnO2-PPy16 nanokompoziti ise 5 mV/s'de 463.46 F/g, 1 A/g'da 193.46 F/g bulunarak üstün elektrokimyasal performans sergilemiştir. rGO-PPy12, rGO-MnO2 (PVP,120)-PPy16, GKN-PPy16, GKN-MnO2-PPy16 nanokompozitlerinin, elde edilen bulgular doğrultusunda saf PPy, MnO2 ve rGO'nun dezavantajlarının üstesinden gelerek kapasitif performansı önemli ölçüde artırdığı sonucuna varılmıştır.
Description
Keywords
grafen, polipirol, nanokompozit