Araştırma Makalesi

DEVELOPMENT OF MNO2/PANI/SWCNT NANOCOMPOSITE SUPERCAPACITOR ELECTRODE AND INVESTIGATION OF ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE

Cilt: 28 Sayı: 3 27 Aralık 2023
PDF İndir
TR EN

DEVELOPMENT OF MNO2/PANI/SWCNT NANOCOMPOSITE SUPERCAPACITOR ELECTRODE AND INVESTIGATION OF ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE

Öz

In this study, a manganese dioxide (MnO2/polyaniline (PANI)/ single-walled carbon nanotube (SWCNT) nanocomposite electrode was prepared for pseudo-supercapacitors. To reduce the internal resistance of the electrode, increase the capacitance stability, and reduce the cost of single-walled carbon nanotubes, SWCNT was subjected to two-step acid etching. The purity of SWCNT was improved from ~95% to 99.98%. In addition, SWCNT was functionalized by this process. Thus, a nanocomposite was formed by coating PANI around SWCNT. MnO2/PANI/SWCNT were synthesized using the hydrothermal method. Morphological, chemical and thermal analyses of the synthesized nanocomposite structure were carried out. In addition, X-ray diffraction (XRD) was used to determine the crystal structure. Electrochemical analyses were performed using a three-electrode system in a 1 M KOH electrolyte solution. Cyclic voltammetry (CV) and galvanostatic charge-discharge (GCD) measurements were performed. The capacitance of the nanocomposite electrode at 400 cycles was 314 mF/cm2, and the capacitance retention stability was calculated at 73.24%. The results showed that the capacitance stability was high, and the supercapacitor was sensitive to redox reactions.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

Bursa Uludağ Üniversitesi ve TÜBİTAK

Proje Numarası

FOA-2021-681 ve TÜBİTAK 1002-B 122M934

Teşekkür

Bu makale çalışmasında Bursa Uludağ Üniversitesi BAP Birimi FOA-2021-681 proje koduyla ve TÜBİTAK 1002-B 122M934 proje koduyla desteklenmiştir. Ayrıca yazarlardan Çağatay ÖZADA, YÖK 100/2000 Doktora burs ve TÜBİTAK 2211/C Doktora burs programları tarafından desteklenmektedir. Yazarlardan Merve ÜNAL YÖK 100/2000 doktora burs programı tarafından desteklenmiştir.

Kaynakça

  1. 1. Chen, Wei (2013) MnO2 Based Nanostructures for Supercapacitor Energy Storage Applications. Doctor of Philosophy.
  2. 2. Dong, Liubing; Xu, Chengjun; Li, Yang; Pan, Zhengze; Liang, Gemeng; Zhou, Enlou et al. (2016) Breathable and Wearable Energy Storage Based on Highly Flexible Paper Electrodes. In Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.) 28 (42), pp. 9313–9319. doi: 10.1002/adma.201602541.
  3. 3. Dutta, Shibsankar; Pal, Shreyasi; De, Sukanta (2018) Few-layered MnO2/SWCNT hybrid in-plane supercapacitor with high energy density. In. 2ND INTERNATIONAL CONFERENCE ON CONDENSED MATTER AND APPLIED PHYSICS (ICC 2017). Bikaner, India, 24–25 November 2017: Author(s) (AIP Conference Proceedings), p. 30145.
  4. 4. Elnaggar, Elsayed M.; Kabel, Khalid I.; Farag, Ahmed A.; Al-Gamal, Abdalrhman G. (2017) Comparative study on doping of polyaniline with graphene and multi-walled carbon nanotubes. In J Nanostruct Chem 7 (1), pp. 75–83. doi: 10.1007/s40097-017-0217-6.
  5. 5. Gupta, Vinay; Kumar, S. (2019) MnO2/SWCNT buckypaper for high performance supercapacitors. In Journal of Energy Storage 26, p. 100960. doi: 10.1016/j.est.2019.100960.
  6. 6. Gupta, Vinay; Miura, Norio (2006) Polyaniline/single-wall carbon nanotube (PANI/SWCNT) composites for high performance supercapacitors. In Electrochimica Acta 52 (4), pp. 1721–1726. doi: 10.1016/j.electacta.2006.01.074.
  7. 7. Hashmi, Safir Ahmad; Yadav, Nitish; Singh, Manoj Kumar (2020) Polymer Electrolytes for Supercapacitor and Challenges. In Tan Winie, Abdul K. Arof, Sabu Thomas (Eds.): Polymer Electrolytes: Wiley, pp. 231– 297.
  8. 8. Himi, M. Ait; Sghiouri, A.; Youbi, B.; Lghazi, Y.; Amarray, A.; Aqil, M. et al. (2023) Effect of applied potential on supercapacitor performances of manganese oxide nanomaterials electrodeposited on indium tin oxide substrate. In Journal of Energy Storage 61, p. 106711. doi: 10.1016/j.est.2023.106711.

Ayrıntılar

Birincil Dil

İngilizce

Konular

Enerji Sistemleri Mühendisliği (Diğer), Polimer Bilimi ve Teknolojileri, Kompozit ve Hibrit Malzemeler

Bölüm

Araştırma Makalesi

Erken Görünüm Tarihi

2 Aralık 2023

Yayımlanma Tarihi

27 Aralık 2023

Gönderilme Tarihi

1 Mayıs 2023

Kabul Tarihi

25 Eylül 2023

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2023 Cilt: 28 Sayı: 3

Kaynak Göster

APA
Özada, Ç., Ünal, M., Özer, H., & Yazıcı, M. (2023). DEVELOPMENT OF MNO2/PANI/SWCNT NANOCOMPOSITE SUPERCAPACITOR ELECTRODE AND INVESTIGATION OF ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 28(3), 887-904. https://doi.org/10.17482/uumfd.1290797
AMA
1.Özada Ç, Ünal M, Özer H, Yazıcı M. DEVELOPMENT OF MNO2/PANI/SWCNT NANOCOMPOSITE SUPERCAPACITOR ELECTRODE AND INVESTIGATION OF ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE. UUJFE. 2023;28(3):887-904. doi:10.17482/uumfd.1290797
Chicago
Özada, Çağatay, Merve Ünal, Hakkı Özer, ve Murat Yazıcı. 2023. “DEVELOPMENT OF MNO2/PANI/SWCNT NANOCOMPOSITE SUPERCAPACITOR ELECTRODE AND INVESTIGATION OF ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 28 (3): 887-904. https://doi.org/10.17482/uumfd.1290797.
EndNote
Özada Ç, Ünal M, Özer H, Yazıcı M (01 Aralık 2023) DEVELOPMENT OF MNO2/PANI/SWCNT NANOCOMPOSITE SUPERCAPACITOR ELECTRODE AND INVESTIGATION OF ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 28 3 887–904.
IEEE
[1]Ç. Özada, M. Ünal, H. Özer, ve M. Yazıcı, “DEVELOPMENT OF MNO2/PANI/SWCNT NANOCOMPOSITE SUPERCAPACITOR ELECTRODE AND INVESTIGATION OF ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE”, UUJFE, c. 28, sy 3, ss. 887–904, Ara. 2023, doi: 10.17482/uumfd.1290797.
ISNAD
Özada, Çağatay - Ünal, Merve - Özer, Hakkı - Yazıcı, Murat. “DEVELOPMENT OF MNO2/PANI/SWCNT NANOCOMPOSITE SUPERCAPACITOR ELECTRODE AND INVESTIGATION OF ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 28/3 (01 Aralık 2023): 887-904. https://doi.org/10.17482/uumfd.1290797.
JAMA
1.Özada Ç, Ünal M, Özer H, Yazıcı M. DEVELOPMENT OF MNO2/PANI/SWCNT NANOCOMPOSITE SUPERCAPACITOR ELECTRODE AND INVESTIGATION OF ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE. UUJFE. 2023;28:887–904.
MLA
Özada, Çağatay, vd. “DEVELOPMENT OF MNO2/PANI/SWCNT NANOCOMPOSITE SUPERCAPACITOR ELECTRODE AND INVESTIGATION OF ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c. 28, sy 3, Aralık 2023, ss. 887-04, doi:10.17482/uumfd.1290797.
Vancouver
1.Çağatay Özada, Merve Ünal, Hakkı Özer, Murat Yazıcı. DEVELOPMENT OF MNO2/PANI/SWCNT NANOCOMPOSITE SUPERCAPACITOR ELECTRODE AND INVESTIGATION OF ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE. UUJFE. 01 Aralık 2023;28(3):887-904. doi:10.17482/uumfd.1290797

Cited By

DUYURU:

30.03.2021- Nisan 2021 (26/1) sayımızdan itibaren TR-Dizin yeni kuralları gereği, dergimizde basılacak makalelerde, ilk gönderim aşamasında Telif Hakkı Formu yanısıra, Çıkar Çatışması Bildirim Formu ve Yazar Katkısı Bildirim Formu da tüm yazarlarca imzalanarak gönderilmelidir. Yayınlanacak makalelerde de makale metni içinde "Çıkar Çatışması" ve "Yazar Katkısı" bölümleri yer alacaktır. İlk gönderim aşamasında doldurulması gereken yeni formlara "Yazım Kuralları" ve "Makale Gönderim Süreci" sayfalarımızdan ulaşılabilir. (Değerlendirme süreci bu tarihten önce tamamlanıp basımı bekleyen makalelerin yanısıra değerlendirme süreci devam eden makaleler için, yazarlar tarafından ilgili formlar doldurularak sisteme yüklenmelidir).  Makale şablonları da, bu değişiklik doğrultusunda güncellenmiştir. Tüm yazarlarımıza önemle duyurulur.

Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa. Tel: (224) 294 1907, Faks: (224) 294 1903, e-posta: mmfd@uludag.edu.tr