Grafen oksit katkılı polianilin (PANI) ince filmlerin elektrokimyasal ve süperkapasitör özelliklerinin incelenmesi
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Fizik, Türkiye
Tez Danışmanı: Ahmet Peksöz
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Desteklendiği Program: YÖK 100/2000 Programı
Özet:
Grafen oksit@polianilin/Fluor katkılı kalay oksit (GO@PANI/FTO) kompozit elektrotlar, elektrokimyasal depolama yöntemi ile üretildi. GO, Hummers metodu ile grafit tozlarından sentezlenmiştir. Elektrotların yüzey analizleri taramalı elektron mikroskopu (FESEM) ile incelenmiştir. Elektrotlarda bulunan fonksiyonel grupların varlığı Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ile araştırılmıştır. Elektrotların Mott-Schottky (MS) analizleri yapılarak elektrotların enerji band yapıları tespit edilmiştir. Elektrotların yasak enerji aralıkları, ultraviyole-görünür spektroskopi (UV-VIS) ölçümleri ve Tauc yaklaşım metodu kullanılarak hesaplandı. Elektrotların elektrokimyasal ve enerji depolama özellikleri; dönüşümlü voltametri (CV), elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ve galvanostatik şarj-deşarj (GCD) teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Bu tezde, PANI/FTO elektrotlarının elektrokimyasal ve enerji depolama özelliklerini GO katkılama konsantrasyonunun nasıl değiştirdiği anlaşılması amaçlanmıştır. PANI/FTO, GO1@PANI/FTO, GO2@PANI/FTO ve GO3@PANI/FTO elektrotlar için enerji bant aralıkları sırasıyla 2,53, 2,51, 2,50 ve 2,49 eV olarak hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, saf PANI/FTO elektrotunun 0,3 A g-1'lik akım yoğunluğunda spesifik kapasitansı 158,0 F g-1, spesifik enerjisi 18,2 W h kg-1 ve spesifik gücü 118,8 W kg-1'dır. GO'nun katkılama konsantrasyonuna bağlı olarak, 2,0 A g-1'deki spesifik enerjiler saf PANI/FTO, GO1@PANI/FTO, GO2@PANI/FTO ve GO3@PANI/FTO için sırasıyla 11,4, 13,6, 16,9 ve 23,1 Wh kg-1ve karşılık gelen spesifik güç değerleri ise 773,6, 980,0, 832,9 ve 857,8 W kg-1'dır. GO yüklemesi arttıkça PANI/FTO elektrotunun yük transfer direnci azalmaktadır. PANI/FTO, GO1@PANI/FTO, GO2@PANI/FTO ve GO3@PANI/FTO için 5000 şarj-deşarj döngüsünden sonra elde edilen kapasitans tutma değerleri sırasıyla %62, %63, %77 ve %84'tür.