Bazı iletken polimerlerin süperkapasitör uygulamaları
Supercapacitor applications of some conducting polymers
Yazar: ANDAÇ ARSLAN
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 ; Polianilin = Polyanilines ; İletken polimerler = Conducting polymers

Özet:
Bu çalışmada polianilin, poli(N-metilanilin), poli(N-etilanilin) ve bunların anilin ile kopolimerleri kalem grafit elektrot yüzeyinde dönüşümlü voltametri yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Sentez sulu sülfürik asit ve tetraetilamonyum tetrafloroborat içeren asetonitril çözeltilerinde iki farklı ortamda yapılmıştır. Elde edilen bu filmlerin çeşitli elektrokimyasal yöntemlerle karakterizasyonları yapılmıştır. Polimer kaplı kalem grafit elektrotların süperkapasitör davranışları 0,1 M sülfürik asit ve 0,1 M tetraetilamonyum tetrafloroborat içeren asetonitril çözeltisinde incelenmiştir. Bu iki 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 grafikler 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. Böylelikle süperkapasitörlerin hangi tür teknolojik cihazların devre elemanı olarak kullanılabileceği önerilmiştir.

Abstract:
In this study, polyaniline, poly(N-methylaniline), poly(N-ethylaniline) and their copolymers with aniline are synthesized using cyclic voltammetry on pencil graphite electrode surface. Synthesis has been done in two different solutions; one is aqueous sulfuric acid solution and the other is acetonitrile solution which contains tetraethylammonium tetrafluoroborate. The characterization of obtained films was done with different electrochemical methods. Supercapacitor properties of polymer films coated pencil graphite electrode were studied in aqueous sulfuric acid solution and acetonitrile solution which contains 0,1 M tetraethylammonium tetrafluoroborate 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.