Elektrokimyasal kapasitör uygulamaları için metal oksitlerle modifiye edilmiş elektropolimerlerin hazırlanması
Preparation of electropolymers modified metal oxides for electrochemical capacitor applications
Yazar: FİLİZ ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. GÜLTEN ATUN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fiziksel Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Günümüzde teknolojinin gelişmesiyle enerji depolama mekanizmalarının geliştirilmesi önemli bir hale gelmiştir. Enerji depolama aygıtı olarak süperkapasitörler son yıllarda dikkatleri çekmiştir. Süperkapasitörlerin performansı elektrot malzemelerine bağlıdır. Bu çalışmada karbon kumaş üzerine elektropolimerizasyon ile politiyofen kaplanarak CC@PTy elektrodu hazırlanmıştır. CC@PTy elektrodun kapasitif özellikleri incelendiğinde spesifik kapasitansı 11,67 F/g olarak bulunmuştur. CC@PTy elektrot elektrokimyasal yöntemle Co(OH)2, Ni(OH)2 ve Co/Ni(OH)2 kaplanmış ve CC@ PTy@Co(OH)2, CC@ PTy@Ni(OH)2, CC@PTy@Co/Ni(OH)2 elektrotlar elde edilmiştir. Bu elektrotların elektrokimyasal karakterizasyonu 1 M KOH çözeltisi içerisinde CV, galvanostatik şarj-deşarj (GCD) ve elektrokimyasal empedans (EIS) yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. CC@ PTy@Co(OH)2 elektrodu için spesifik kapasitans 8 mA'de 213 F/g, CC@ PTy@Ni(OH)2 elektrodu için 5 mV/s tarama hızında 857 F/g, CC@PTy@Co/Ni(OH)2 elektrodu için 10 mV/s tarama hızında 500 F/g olarak bulunmuştur. Metal hidroksit kaplı elektrotlar, 450 oC iki saat süreyle kalsine edilerek karşılık olan oksit elektrotlar elde edilmiştir. Bu elektrotların spesifik kapasitansları hesaplanmış, CC@PTy@CoO elektrodun ki 5 mV/s tarama hızında spesifik kapasitansı 2414 F/g, CC@PTy@NiO elektrodun 5 mV/s tarama hızında 743 F/g, CC@PTy@Co/NiO elektrodun 5 mV/s 1335 F/g olarak bulunmuştur. Hidroksit kaplı elektrotlar kalsine edilerek oksitlere dönüştürüldüğünde spesifik kapasitanslarının arttığı görülmüştür.

Abstract:
With the development of technology today, the development of energy storage mechanisms has become important. Supercapacitors as energy storage devices have attracted attention in recent years. The performance of supercapacitors depends on the electrode materials. In this study, CC@PTy electrode was prepared by polythiophene coating on the carbon cloth with electropolymerization. The specific capacitance of the CC@PTy electrode was found to be 11.67 F/g as its capacitive properties were examined. CC@PTy electrode was electrochemically coated with Co(OH)2, Ni(OH)2 and Co/Ni(OH)2, CC@PTy@Co(OH)2, CC@PTy@Ni@Co/Ni(OH)2 electrodes were obtained. The electrochemical characterization of these electrodes was carried out using CV, galvanostatic charge-discharge (GCD) and electrochemical impedance (EIS) methods in 1 M KOH solution. The specific capacitance found for CC@PTy@Co(OH)2 electrode is 213 F/g at 8 mA, for CC@PTy@Ni(OH)2 electrode is 857 F/g at a scan rate of 5 mV/s and for CC@PTy@Co/Ni(OH)2 electrode is 500 F/g at a scan rate of 10 mV/s. The hydroxide coated electrodes were calcined at 450 °C for two hours and the corresponding electrodes were obtained. The specific capacitances of the electrodes were estimated as follows; 2414 F/g at 5 mV/s scan rate for CC@PTy@CoO electrode, 743F/g at 5 mV/s scan rate for CC@PTy@NiO electrode, 1335 F/g at 5 mV/s scan rate for CC@PTy@Co/NiO electrode. It was observed that the specific capacitances increased when the the hydroxide coated electrodes converted into their corresponding oxides by calcination.