Production of Boron Doped Zinc Oxide Electrode Using Zinc Nitrate Hexahydrate and Effect on Supercapacitor Performance

Abstract

Bu çalışmada, bor katkılı çinko oksit (ZnO:B) parçacıklar hidrotermal yöntem ile çinko nitrat hekzahidrat (Zn(NO3)2.6H2O) öncü çözeltisi kullanılarak üretilmiştir. ZnO:B tozlarının sentezinde bor ağırlıkça %5, %10, %15 ve %20 oranlarında katkılanmıştır. Üretilen ZnO:B yapıların fiziksel karakterizasyonu X-ışını kırınımı (XRD) ve taramalı elektron mikroskopu (SEM) ile gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçlarından ZnO:B parçacıkların hekzagonal würtzide yapıda kristalleştiğini ve morfolojik yapılarının hekzagonal çubuk şeklinde olduğu gözlenmiştir. ZnO:B elektrotlar; %10 poli tetra florin etilen (PTFE), %20 iletken grafit ile %70 ZnO:B tozları karıştırılarak Ni köpük üzerine 1 cm2’ lik alan oluşturacak şekilde hazırlanmıştır. ZnO:B elektrotların kapasitans ölçümleri döngüsel voltametrisi (CV) yöntemi ile yapılmıştır. Ölçümler oda sıcaklığında gerçekleştirilip, elektrolit sıvısı olarak 6M KOH çözeltisi kullanılmıştır. Farklı bor oranlarında hazırlanan ZnO:B elektrotların elektrokimyasal özellikleri araştırılmıştır. Üretilen ZnO:B elektrotlarında bor konsantrasyonu arttıkça kapasitans değerlerinin sistematik bir şekilde arttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca %20 bor katkılı ZnO parçacıklar kullanılarak elde edilen elektrotun maksimum spesifik kapasitans değerine (29,41 F/g) ulaştığı ve katkısız ZnO elektrota göre 5 kat daha iyi performans sağladığı gözlemlenmiştir.