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 asetonitril/HBF4/LiBF4 çözeltisinde PPy ve CrOx’in eş zamanlı sentezi ile biriktirildi. Kompozitin elektrokimyasal özellikleri Li2SO4 çözeltisinde CV ve EIS yöntemleri kullanılarak ve spektroskopik karakterizasyonu FESEM, EDX, TEM ve XPS teknikleri kullanılarak incelendi. Sulu ortamdan farklı olarak bu çalışmada gerçekleştirilen asetonitril ortamında Cr(II), Cr(III), Cr(VI) yükseltgenme basamaklarını içeren oksijen eksikliğine sahip CrOx’in sentezlenebildiği ortaya konmuştur. Bileşenlerin eş zamanlı sentezi sayesinde kısmen yükseltgenmiş PPy kümelerinin içine %6 oranında CrOx enkapsüle olmuştur. 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. 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.
Nano-sized PPy/CrOx composite was deposited on a graphite foil (GF) surface using multi-cyclic voltammetry via simultaneous synthesis of PPy and CrOx from an acetonitrile/HBF4/LiBF4/solution containing pyrrole and Cr(BF4)3. The electrochemical properties of the composite were examined using CV and EIS techniques in a Li2SO4 solution, and it was characterized by FESEM, EDX, TEM, and XPS methods. This study revealed that oxygen-deficient CrOx containing Cr(II), Cr(III), and Cr(VI) oxidation states could be synthesized in acetonitrile, unlike in aqueous medium. CrOx with a 6% ratio was encapsulated within the partially oxidized PPy clusters thanks to the simultaneous synthesis of components. The specific capacitance of the PPy/CrOx composite-coated electrode with a mass loading of 4 mg cm-2 was 150 F g-1 at 50 mV s-1, which was higher than that of PPy. Thus, it could be revealed that a small amount of nano CrOx provided a considerable pseudocapacitive contribution to the composite. An asymmetric supercapacitor cell was constructed with PPy/CrOx composite- and PVC/carbon- coated GF electrodes in a polyvinyl alcohol (PVA)/Li2SO4 gel electrolyte. The cell exhibited an energy density of 20.1 Wh kg-1 and a power density of 3.50 kW kg-1 at 5 A g-1.
Primary Language | Turkish |
---|---|
Subjects | Engineering |
Journal Section | Articles |
Authors | |
Publication Date | May 31, 2024 |
Submission Date | May 27, 2023 |
Acceptance Date | August 7, 2023 |
Published in Issue | Year 2024 Volume: 11 Issue: 1 |