YÜKSEK PERFORMANSLI MoO/CNT HİBRİT SÜPERKAPASİTÖR ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

Abstract

ÖZET

Bu çalışmada, karbon nano tüplerin fonksiyonelleştirilmesinden sonra, MoO:CNT ince film süperkapasitör numuneleri Kimyasal Banyo Depolama (CBD) yöntemi ile farklı sıcaklıklarda (20 °C, 40 °C, 60 °C ve 80 °C) ticari cam ve Polimetilmetakrilat (PMMA) taban malzemeler üzerine üretilmiştir. Üretilen Cam/MoO:CNT ve PMMA/MoO:CNT ince film süperkapasitör yapılarının yüzey morfolojileri iki boyutlu ve üç boyutlu olarak sırası ile FESEM ve AFM ile analiz edilmiştir. Kimyasal bileşimleri EDX analizi ile belirlenmiştir. Oluşan kristal yapılar XRD ile titreşim bant aralıkları ise ATR ile analiz edilmiştir. Elektrokimyasal özellikleri ise Keithley 2400 sourcemeter yardımı ile her bir numune için -0,2 V ile 0,3 V aralığında 5 mV/s, 10 mV/s ve 20 mV/s tarama hızlarında zamana bağlı akım-voltaj (I-V) ölçümlerinden spesifik kapasitans, enerji ve güç yoğunlukları değerleri hesaplanmıştır. Buna göre maksimum spesifik kapasitans değeri 5 mV/s tarama hızında 80 °C’ de Cam/MoO:CNT için, 60 °C’ de PMMA/MoO:CNT için sırası ile 78,7 F/g ve 522 F/g olarak hesaplanmıştır. Taban malzemelerin yanı sıra depolama sıcaklıklarının da oldukça etkili olduğu görülmektedir.

ABSTRACT

In this study, after the functionalization of carbon nanotubes, MoO:CNT thin film supercapacitor samples were produced in different temperatures (20 °C, 40 °C, 60 °C and 80 °C) on commercial glass and Polymethylmethacrylate (PMMA) substrates by Chemical Bath Deposition (CBD) method. The surface morphologies of the produced Glass/MoO:CNT and PMMA/MoO:CNT thin film supercapacitor structures were analyzed in two and three dimensions by FESEM and AFM, respectively. Their chemical compositions were determined by EDX analysis. Formed crystal structures were analyzed by XRD and vibration band strecth by ATR. Electrochemical properties such as specific capacitance, energy densities and power densities were calculated from time-dependent current-voltage (I-V) measurements in the range of -0.2 V to 0.3 V at 5 mV/s, 10 mV/s and 20 mV/s scanning rates for each sample by using Keithley 2400 sourcemeter. Accordingly, the maximum specific capacitance values were calculated for Glass/MoO:CNT at 80 °C and PMMA/MoO:CNT and 60 °C, at 5 mV/s scanning rate as 78.7 F/g and 522 F/g, respectively. In addition to the substrate materials, deposition temperatures are seen very effective.