Elektrokimyasal yolla karbon malzeme yüzeyinde sentezlenen politiyofen ve bazı türevlerinin süperkapasitör aktif materyali olarak kullanımı
Polithiophene and its some derivatives synthesized by using electrochemical methods on carbon material to use as supercapacitor active material
Yazar: GÖRKEM ALİ VAROL
Danışman: DOÇ. DR. EVRİM HÜR
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Enerji = Energy ; Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Elektropolimerleşme = Electropolymerization ; Enerji depolama = Energy storage ; Politiyofen = Polythiophene ; İletken polimerler = Conducting polymers

Özet:
Bu çalışmada politiyofen, poli(3-metiltiyofen), poli(3,4-etilendioksitiyofen) ve bu polimerlerin çift tabaka kaplamaları kalem grafit elektrot yüzeyinde dönüşümlü voltametri yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Sentez lityum perklorat ve perklorik asit içeren asetonitril çözeltisinde yapılmıştır. Elde edilen bu filmlerin çeşitli elektrokimyasal yöntemlerle karakterizasyonları yapılmıştır. Polimer kaplı kalem grafit elektrotların enerji depolama kabiliyeti 0,1 M lityum perklorat içeren asetonitril çözeltisinde incelenmiştir. Bu ortamda elde edilen deneysel sonuçlar karşılaştırılmıştır. Filmlerin redoks parametreleri, elektroaktif özellikleri ve elektrokararlılıkları dönüşümlü voltametri yöntemi ile araştırılırken katkılanma türleri ise Mott-Schottky yöntemi ile belirlenmiştir. Elektrotların süperkapasitör davranışlarını belirlemek ve kapasitans değerlerini hesaplamak için dönüşümlü voltametri ve potansiyostatik elektrokimyasal empedans spektroskopisi yöntemleri kullanılmıştır. Empedans ölçümleri sonucunda elde edilen veriler kullanılarak sistem için uygun eşdeğer devre önerilmiştir. Ayrıca, tekrarlanan kronopotansiyometri yöntemi ile süperkapasitör aktif malzemesi olarak kullanılacak elektrotların spesifik güç ve spesifik enerji değerleri belirlenerek hangi gerilim aralığında çalıştığı tespit edilmiştir. Böylece süperkapasitörlerin hangi tür teknolojik cihazların devre elemanı olarak kullanılabileceği önerilmiştir. Ayrıca, elektrotların yüzeysel özellikleri, taramalı elektron mikroskobu kullanılarak incelenmiştir.Anahtar Kelimeler: İletken polimer, politiyofen, elektropolimerizasyon, enerji depolama, süperkapasitör.

Abstract:
In this study, polythiophene, poly(3-methylthiophene), poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and their polymers double layer coated are synthesized using cyclic voltammetry on pencil graphite electrode surface. Synthesis has been done in acetonitrile solution which contains lithium perchlorate and perchloric acid. The characterization of obtained films was done with different electrochemical methods. Energy storage gradeability of polymer films coated pencil graphite electrode were studied in acetonitrile solution which contains 0,1 M lithium perchlorate and the experimental results were compared in this medium. The redox parameters, electroactive characteristics and electrostabilities of films were investigated using cyclic voltammetry method. Doping types of films were determined using Mott-Schottky method. The cyclic voltammetry and potentiostatic electrochemical impedance spectroscopy methods were used to determine supercapacitor properties and to calculate capaticance values of electrodes. The appropiate equivalent circuits were suggested for electrochemical system using obtained plots from impedance measurements. Moreover specific power and specific energy values of suggested as supercapacitor active materials electrodes were determined using repeating chronopotentiometry method. The voltage range was determined. By this way, it is suggested for which kind of technological devices supercapacitor could be used as a circuit element. Sparately the study of surface morphology of the electrodes were performed by scanning electron microscopy.Keywords: Conducting polymer, polythiophene, electropolymerization, energy storage, supercapacitor.