Grafen oksit katkılı polianilin (PANI) ince filmlerin elektrokimyasal ve süperkapasitör özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the electrochemical and supercapacitor properties of graphen oxide doped polyaniline (PANI) thin films
- Tez No: 764361
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET PEKSÖZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 93
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.
Özet (Çeviri)
Graphene oxide@polyaniline/fluorine doped tin oxide (GO@PANI/FTO) composite electrodes were produced by the electrochemical deposition method. GO was synthesized from graphite powders by the Hummers method. The surface analyses of the electrodes were examined by a scanning electron microscope. The presence of functional groups in the electrodes was investigated by Fourier transform infrared spectroscopy. The energy band structures of the electrodes were determined by performing Mott-Schottky analyses of the electrodes. The energy band gaps of the electrodes were calculated by using ultraviolet-visible spectroscopy measurements and Tauc approximation method. Electrochemical and energy storage properties of electrodes were investigated using cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy and galvanostatic charge-discharge techniques. The purpose of this thesis is to comprehend how the loading concentration of GO affects the electrochemical and energy storage characteristics of the PANI/FTO electrode. The energy band gaps for the PANI/FTO, GO1@PANI/FTO, GO2@PANI/FTO and GO3@PANI/FTO electrodes were calculated as 2,53, 2,51, 2,50 and 2,49 eV, respectively. The specific capacitance of the pure PANI/FTO electrode is 158 F g-1, the specific energy is 18,2 W h kg-1, and the specific power is 118,8 W kg-1 at a current density of 0,3 A g-1. Depending on the GO doping content, the specific energies at 2,0 A g-1 for pure PANI/FTO and GO@PANI/FTO range between 11,4 and 23,1 Wh kg-1, while the corresponding specific power values are between 773,6 and 857,8 W kg-1. Capacitance retention values obtained after 5000 charge-discharge cycles are 62%, 63%, 77% and 84% for the pure PANI/FTO, GO1@PANI/FTO, GO2@PANI/FTO andGO3@PANI/FTO, respectively.
Benzer Tezler
- Grafen ve iletken polimerler (PEDOT:PSS, PANI) ile modifiye edilmiş karbon nanolif süperkapasitör elektrotların geliştirilmesi ve özelliklerinin incelenmesi
Development and characterization of carbon nanofiber supercapacitor electrodes modified by graphene conductive polymers (PEDOT:PSS, PANI)
YASİN ALTIN
Doktora
Türkçe
2020
EnerjiBursa Teknik ÜniversitesiPolimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE BEDELOĞLU
- Pt-Ir elektrot üzerine kaplanmış grafen oksit katkılı polianilinin glikozun elektrokimyasal oksidasyonunda kullanımının incelenmesi
Investigation of the use of graphene oxide-doped polyaniline deposited on Pt-Ir electrode in the electrochemical oxidation of glucose
OSMAN CEM ALTINCI
Doktora
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiMersin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHADIR KÜRŞAD KÖRBAHTİ
- Heteratom katkılı grafen-iletken polimer içeren kompozit malzemelerin hazırlanması ve süperkapasitif özelliklerinin incelenmesi
Preparation of composite materials containing heteratom doped graphene-conductive polymer and investigation of supercapacitive properties
OKYAY KUMBAŞI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METİN GENÇTEN
DR. ÖĞR. ÜYESİ MELİH BEŞİR ARVAS
- Nanoyapılı malzemeler ile kompozit elektrot üretimi ve süperkapasitör özelliklerinin incelenmesi
Production of composite electrodes with nanostructured materials and investigation of supercapacitor properties
AGHASAN AGHAZADA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimyaİstanbul ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSA ŞAHİN
DOÇ. DR. MELİH BEŞİR ARVAS
- PVB/PANI esaslı grafen oksit ve sülfolanmış grafen oksit katkılı nanofiber elektrot malzemelerinin geliştirilmesi ve elektrokimyasal, fizikokimyasal ve morfolojik özelliklerinin incelenmesi
Development of PVB/PANI based graphene oxide and sulfonated graphene oxide enhanced nanofiber electrode materials and investigation of their electrochemical, physicochemical and morphological properties
SİNEM YAZICIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSEL DİLSİZ