Research Article

Lignin-bazlı Gözenekli Karbon Üretimi ve Süperkapasitif Özelliklerinin İncelenmesi

Volume: 12 Number: 3 September 30, 2024
EN TR

Lignin-bazlı Gözenekli Karbon Üretimi ve Süperkapasitif Özelliklerinin İncelenmesi

Öz

Artan fosil yakıt tüketimi ve buna bağlı çevre sorunlarına ilişkin artan küresel kaygılar, bilim insanlarını yeni, yeşil ve sürdürülebilir enerji kaynakları ve teknolojileri bulmaya yöneltmiştir. Bu çalışmada, atık lignin biyokütlesi, hidrotermal karbonizasyon ve ardından termal tavlama yoluyla başarıyla kükürt katkılı gözenekli karbona dönüştürüldü. Hazırlanan gözenekli karbondaki kükürt yüzey içeriği %9.10 kadar bulunmuştur. Karbon yüzeyini aktive etmek için KOH veya ZnCl2 muamelesini kullanan geleneksel sentez yöntemlerinin ötesinde, nikel nitrat tuzu ile aktifleştirilen sentez stratejisi geliştirilmiştir. Elde edilen bulgulara göre, gözenekli karbonların yüzey aktivasyonu, sentez işlemi sırasında nikel nitrat aracılığıyla gerçekleştirildi. Elde edilen karbon elektrodlar, mikro/mezo gözeneklilik ve grafitik/amorf karbon yapısının yanı sıra 165 m2/g kadar yüksek BET yüzey alanına sahiptir. Hazırlanan kendinden kükürt katkılı elektrot malzemeleri, süper kapasitör uygulamaları için yüksek elektrokimyasal aktivite sergilemiştir. Kükürt katkılı karbon Ni-GC-1100 elektrotu, 1 A/g akım yoğunluğunda 165 F/g kapasitans ve yüksek akım yoğunluğunda, kapasitansının 5.000 döngü sonrasında bile fazla değişmediği ve yüksek dayanıklılık sergilediği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

References

  1. [1] Gogotsi, P.S. a. Y.: Materials for electrochemical capacitors. Nature. 7, (2008)
  2. [2] Maher F. El-Kady, Y.S., R. b. K.: Graphene for batteries, supercapacitors and beyond. Nature Reviews. 1, (2016)
  3. [3] Luo, H., Liu, Z., Chao, L., Wu, X., Lei, X., Chang, Z., Sun, X.: Synthesis of hierarchical porous N-doped sandwich-type carbon composites as high-performance supercapacitor electrodes. J Mater Chem A Mater. 3, 3667–3675 (2015). https://doi.org/10.1039/c4ta05843g
  4. [4] Wang, G., Zhang, L., Zhang, J.: A review of electrode materials for electrochemical supercapacitors. Chem Soc Rev. 41, 797–828 (2012). https://doi.org/10.1039/c1cs15060j
  5. [5] Zhi, M., Xiang, C., Li, J., Li, M., Wu, N.: Nanostructured carbon-metal oxide composite electrodes for supercapacitors: A review. Nanoscale. 5, 72–88 (2013). https://doi.org/10.1039/c2nr32040a
  6. [6] Asiha, R., Fitriania, Rahmadyantia, D., Nurdiansahb, H., Karimc, N.A., Sarid, D.P., Bahfiee, F., Nakajimaf, H., Noerochimb, L., Ramlic, M.M., and Darmintoa.: Dual Doping of Sulfur and Nitrogen Induces Hierarchical Porous Carbon from Wastes Medical Masks for Supercapacitor Electrodes. International Journal of Nanoelectronics and Materials. 17:275-280 (2023). https://doi.org/10.58915/ijneam.v17ijune.868
  7. [7] Shejinia, R., Mohanrajb, K., Minc, H.S., Henryd, J., Sivakumare, G.: Designing the redox activity of CuMoO4 electrodes on N-rich reduced graphene oxide nanocomposite for high performance supercapacitor. Solid State Sciences. 154:107586 (2024) https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2024.107586
  8. [8] Song, K., Wang, R., Sub, H., Liub, M., Hub, L., Liu, C., Liu, W., Lv, X., Xin, Yuntao.: Preparation of V2O3 by a short process of ammonium salt reduction and its electrocatalytic properties investigation. Journal of Environmental Chemical Engineering. 12:112854 (2024). https://doi.org/10.1016/j.jece.2024.112854

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Electrochemical Energy Storage and Conversion , Electrochemical Technologies

Journal Section

Research Article

Early Pub Date

September 27, 2024

Publication Date

September 30, 2024

Submission Date

May 28, 2024

Acceptance Date

August 27, 2024

Published in Issue

Year 2024 Volume: 12 Number: 3

APA
Yılmaz, M., & Demir, M. (2024). Lignin-bazlı Gözenekli Karbon Üretimi ve Süperkapasitif Özelliklerinin İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım Ve Teknoloji, 12(3), 734-745. https://doi.org/10.29109/gujsc.1491497

Cited By

                                TRINDEX     16167        16166    21432    logo.png

      

    e-ISSN:2147-9526