CrOx-Hapsolmuş Polipirol Nanokompozitinin Elektrokimyasal Sentezi, Karakterizasyonu ve Süperkapasitör Uygulaması

Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Pub Date : 2023-08-07 DOI:10.35193/bseufbd.1303343

Erhan Karaca

{"title":"CrOx-Hapsolmuş Polipirol Nanokompozitinin Elektrokimyasal Sentezi, Karakterizasyonu ve Süperkapasitör Uygulaması","authors":"Erhan Karaca","doi":"10.35193/bseufbd.1303343","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Süperkapasitör anot aktif malzemesi olarak nano boyutlu PPy/CrOx kompoziti çok döngülü dönüşümlü voltametri yöntemiyle grafit folyo (GF) yüzeyine pirol ve Cr(BF4)3 içeren LiBF4/LiBF4/asetonitril çözeltisinde PPy ve CrOx’in eş zamanlı sentezi ile biriktirildi. Kompozit elektrokimyasal özellikleri Li2SO4 çözeltisinde CV ve EIS yöntemleri kullanılarak ve spektroskopik karakterizasyonu FESEM, EDX, TEM ve XPS teknikleri kullanılarak incelendi. Bileşenlerin eş zamanlı sentezi sayesinde kısmen yükseltgenmiş PPy kümelerinin içine %6 oranında CrOx enkapsüle olmuş ve kaplama içinde homojen olarak dağılmıştır. 4 mg cm-2 kütle yüklemesinde PPy/CrOx kompozit kaplı elektrodun 50 mV s-1’de Cm değeri 150 F g-1 olup, PPy’e göre daha yüksek spesifik kapasiteye sahiptir. Sulu ortamdan farklı olarak bu çalışmada gerçekleştirilen asetonitril ortamında Cr(II), Cr(III), (Cr(VI) yükseltgenme basamaklarını içeren CrOx’in sentezlenebildiği ortaya konmuştur. Bu nedenle az miktarda nano CrOx’in, kompozit spesifik kapasitansına psödokapasitif katkı sağladığı söylenebilir. Asimetrik süperkapasitör hücresi, PPy/CrOx kompozit ve PVC/karbon kaplı GF elektrotlar kullanılarak polivinil alkol (PVA)/Li2SO4 jel elektroliti içinde hazırlandı. Hücre, 5 A g-1’de 20.1 Wh kg-1 enerji yoğunluğu ve 3.50 kW kg-1 güç yoğunluğu sergiledi. %56.7 kulombik verim ile hücrenin döngü ömrü 5000 döngüden sonra %57 olarak belirlendi.","PeriodicalId":325089,"journal":{"name":"Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi","volume":"1 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-08-07","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.35193/bseufbd.1303343","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Abstract

Süperkapasitör anot aktif malzemesi olarak nano boyutlu PPy/CrOx kompoziti çok döngülü dönüşümlü voltametri yöntemiyle grafit folyo (GF) yüzeyine pirol ve Cr(BF4)3 içeren LiBF4/LiBF4/asetonitril çözeltisinde PPy ve CrOx’in eş zamanlı sentezi ile biriktirildi. Kompozit elektrokimyasal özellikleri Li2SO4 çözeltisinde CV ve EIS yöntemleri kullanılarak ve spektroskopik karakterizasyonu FESEM, EDX, TEM ve XPS teknikleri kullanılarak incelendi. Bileşenlerin eş zamanlı sentezi sayesinde kısmen yükseltgenmiş PPy kümelerinin içine %6 oranında CrOx enkapsüle olmuş ve kaplama içinde homojen olarak dağılmıştır. 4 mg cm-2 kütle yüklemesinde PPy/CrOx kompozit kaplı elektrodun 50 mV s-1’de Cm değeri 150 F g-1 olup, PPy’e göre daha yüksek spesifik kapasiteye sahiptir. Sulu ortamdan farklı olarak bu çalışmada gerçekleştirilen asetonitril ortamında Cr(II), Cr(III), (Cr(VI) yükseltgenme basamaklarını içeren CrOx’in sentezlenebildiği ortaya konmuştur. Bu nedenle az miktarda nano CrOx’in, kompozit spesifik kapasitansına psödokapasitif katkı sağladığı söylenebilir. Asimetrik süperkapasitör hücresi, PPy/CrOx kompozit ve PVC/karbon kaplı GF elektrotlar kullanılarak polivinil alkol (PVA)/Li2SO4 jel elektroliti içinde hazırlandı. Hücre, 5 A g-1’de 20.1 Wh kg-1 enerji yoğunluğu ve 3.50 kW kg-1 güç yoğunluğu sergiledi. %56.7 kulombik verim ile hücrenin döngü ömrü 5000 döngüden sonra %57 olarak belirlendi.

查看原文本刊更多论文

在含有吡咯和 Cr(BF4)3 的 LiBF4/LiBF4/acetonitrile 溶液中，采用多循环交变伏安法同时合成了 PPy 和 CrOx，在石墨箔 (GF) 表面沉积了纳米级 PPy/CrOx 复合材料作为超级电容器阳极活性材料。在 Li2SO4 溶液中使用 CV 和 EIS 方法研究了复合材料的电化学特性，并使用 FESEM、EDX、TEM 和 XPS 技术研究了其光谱特性。由于各组分是同时合成的，6% 的氧化铬被包裹在部分氧化的 PPy 簇中，并均匀地分布在涂层中。当质量负载为 4 mg cm-2 时，PPy/CrOx 复合涂层电极在 50 mV s-1 下的 Cm 值为 150 F g-1，比容量高于 PPy。与水介质不同的是，已经证明可以在乙腈介质中合成含有 Cr(II)、Cr(III)、(Cr(VI)氧化步骤的 CrOx。因此，可以说少量的纳米氧化铬为复合比电容提供了伪电容。使用 PPy/CrOx 复合材料和聚氯乙烯/碳涂层 GF 电极，在聚乙烯醇（PVA）/硫酸锂凝胶电解质中制备了不对称超级电容器电池。电池的能量密度为 20.1 Wh kg-1，5 A g-1 时的功率密度为 3.50 kW kg-1，库仑效率为 56.7%，5000 次循环后的循环寿命为 57%。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi

自引率

0.00%

发文量