İndirgenmiş Grafen Oksit/Çinko Oksit Kompozitlerin Üretimi ve Süper Kapasitör Uygulamaları

Bu çalışmada, indirgenmiş grafen oksit/çinko oksit (RGO/ZnO) kompozit malzemeleri hidrotermal yöntem kullanılarak sentezlenmiştir. Sentezlenen RGO/ZnO kompozitleri, süper kapasitör uygulamaları için elektrot yapımında kullanılmıştır. RGO/ZnO kompozit malzemeler farklı çinko kaynakları (çinko nitrat, çinko klorür ve çinko asesat) kullanılarak üretilip, farklı çinko tuzların RGO/ZnO elektrotların kapasitans değerleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. RGO/ZnO kompozitlerin karakterizasyonu XRD (X-ışını kırınımı) ve SEM (taramalı elektron mikroskopisi) ile gerçekleştirilmiştir. Üretilen RGO/ZnO elektrotların elektrokimyasal özellikleri döngüsel voltametri, elektrokimyasal empedans ve galvanostatik şarj-deşarj testleriyle 6M KOH çözeltisi içinde analiz edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda; çinko nitrat tuzu kullanılarak elde edilen RGO/ZnO kompozit malzemesi ile oluşturulan elektrodun maksimum spesifik kapasitans değerine (52,71 F/g) ulaştığı belirlenmiştir.

Production of Reduced Graphene Oxide/Zinc Oxide Composites and Super Capacitor Applications

In this work, reduced graphene oxide/zinc oxide (RGO/ZnO) composite materials were synthesized by hydrothermal method. Synthesized RGO/ZnO composites were used in electrode for super capacitor applications. RGO/ZnO composite materials are produced using different zinc sources (zinc nitrate, zinc chloride and zinc acetate) and effect of different zinc salts on capasitans value of RGO/ZnO electrodes was investigated. Characterization of RGO/ZnO composites was performed with XRD (X-ray diffraction) and SEM (scanning electron microscopy). Electrochemical properties of produced RGO/ZnO electrodes were analyzed in 6M KOH solution by cyclic voltammetry, electrochemical impedance and galvanostatic charge-discharge. Experimental results showed that RGO/ZnO composite electrode obtained by zinc nitrate salt reached maximum specific capacitance (52,71 F/g).

___

  • [1] Winter, M. & Brodd, R.J. (2004). What are batteries, fuel cells and super capacitors. Chemical Reviews. 104, 4245-4269.
  • [2] Çalıker, A. & Özdemir E. (2013). Modern Enerji Depolama Sistemleri ve Kullanm Alanları. 5. Enerji Verimliliği ve Kalitesi Sempozyumu. Kartepe, Kocaeli: 175-179.
  • [3] Burke A. (2000). Ultracapacitors: Why, How and where is the techology. Journal of Power Sources. 91(1), 37-50.
  • [4] Miller, J.R. & Simon, P. (2008). Electrochemical capacitors for energy management. Science. 321, 651- 652.
  • [5] Zhang, L.L. & Zhao, X.S. (2009). Carbon-based materials as super capacitor elektrodes. Chemical Society Reviews. 38, 2520-2531.
  • [6] Hou, J., Shao, Y., Ellis, M.W., Moore, R.B. & Yi, B. (2011). Graphene-based electrochemical energy conversion and storage: fuel cells, super capacitors and lithium-ion batteries. 13,15384-15402.
  • [7] Wu, Z.S, Wang, D.W., Ren, W., Zhao, J., Zhou, G., Li, F. & Cheng, H.M. (2010). Anchoring hydrous RuO2 on graphene sheets for high-performance electrochemical capacitors. Advanced Functional Materials.19, 772-777.
  • [8] Fang, L., Zhang, B., Li, W., Huang, K. & Zihang, Q. (2014). Fabrication of highly dispersed ZnO nanoparticles embedded in graphene nanosheets for high performance supercapacitors. Electrochimica Acta. 148, 164-169.
  • [9] Jayachandiran, J., Yesuraj, J., Arivanandhan, M., Raja, A., Suthanthiraraj, A.S., Jayavel, R. & Nedumaran, D. (2018). Synthesis and electrochemical studies of rGO/ZnO nanocomposite for supercapacitor application. Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials. 28 (5), 2046-2055.
  • [10] Mohan, R., Kıran, K.A.B.V., Naman, A. & Subha, J. (2014). Studies on electrochemical properties of ZnO/rGO nanocomposites as electrode materials for supercapacitors. Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. 23, 691-694.
  • [11] Hummers, M.S. & Offeman, R.E. (1958). Preparation of graphitic oxide. Journal of the American Chemical Society. 80(6), 1339.
  • [12] Xu, C., Wang, X. & Zhu, J. (2008). Graphene-metal particle nanocomposites. Journal of Physical Chemistry.112, 19841-19845.
  • [13] Cai, D. & Song, M. (2007). Preparation of fully exfoliated graphite oxide nano platelets in organic solvents. Journal of Materials Chemistry. 17(35), 3678-3680.
  • [14] Lu, C.H. & Yeh, C.H. (2000). Influence of hydrothermal conditions on the morphology and particle size of zinc oxide powder. Ceramics International. 26, 351-357.
  • [15] Palanikumar, L., Ramasamy, S., Hariharan, G. & Balachandran, C. (2013). Influence of particle size of nano zinc oxide on the controlled delivery of amoxicillin. Applications Nano Science. 3, 441-451.
  • [16] Gusattia, M., Barrosoa, G. S., de Camposb, C.E.M., de Souzaa, D. A. R., Rosarioa, J., de A. Do, Limaa, R.B., Milliolia,C.C.,Silvaa, L.A.,Riellaa, H. G. & Kuhnena, N.C. (2011). Effect of different precursors in the chemical synthesis of ZnO nano crystals. Materials Research. 14(2), 264-267.
  • [17] Alver, Ü. & Tanrıverdi, A. (2016). Boron doped ZnO embedded into reduced graphene oxide for electrochemical supercapacitors. Applied Surface Science. 378, 368-374.
  • [18] Baruah, S. & Dutta, J. (2009). Hydrothermal growth of ZnO nanostructures. Science Technology of Advanced Materials. 10, 013001-013019.
  • [19] Yogamalar, N.R. & Chandra Bose, A.C. (2011). Tuning the aspect ratio of hydrothermally grown ZnO by choice of precursor. Journal of Solid State Chemistry. 184, 12-20.
  • [20] Peng, Y. Ji, J. & Chen, D. (2015). Ultrasound assisted synthesis of ZnO/reduced graphene oxidecomposites with enhanced photocatalytic activity andanti-photocorrosion. Applied Surface Science. 356, 762-768.
  • [21] Wang, H.L., Robinson, J.T., Diankov, G. & Dai, .J. (2010). Nanocrystal growth on graphene with various degrees of oxidation. Journal of American Chemical Society. 132, 3270-3271.
  • [22] Zhang, J., Kong, L.B., Cai, J.J., Luo, Y.C. & Kang, L. (2010). Nanoflake-like cobalt hydroxide/ordered mesoporous carbon composite for electrochemical capacitors. Journal of Solid State Electrochemistry. 14, 2065-2075.
Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
  • Başlangıç: 2014
  • Yayıncı: BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Art Arda Yerleştirilmiş Eş Sıcaklıktaki İki Silindir Etrafında Akış ve Isı Geçişi

Zerrin SERT, Çisil TİMURALP

Co Katkılı SnO2 Numunelerinin Sentez ve Karakterizasyonu

Tankut ATEŞ, Omer KAYGİLİ, Niyazi BULUT, Havva Esma OKUR, Serhat KESER, İ.s. YAHIA, Süleyman KÖYTEPE, Turgay SEÇKİN, İmren ÖZCAN, Turan INCE

Uçaklarda Kullanım Amaçlı Interleaved Süper Lift Luo Dönüştürücü Tasarımı

Gürhan ERTAŞGIN

Bitki Proteomik Çalışmalarında Kullanılan Yaklaşımlar ve Uygulama Yöntemleri

Aslihan GUNEL, Semra HASANCEBİ, Talat YALÇIN, Mahmut EMİR, Yahya Emin DEMİRCİ, Melike DİNÇ, Melda GÜRAY

Üçgensel Matris Halkalarında İnvolutifler

Tuğba PETİK, Leman HOCAOĞLU, Halim ÖZDEMİR

Uzun Kemik Kırıkları İçin Yeni Bir Sabitleyici Çivi Geliştirilmesi

Mustafa SOYLAK

Mercimek Proteini İzolatı ve Unu Kullanılarak Bitkisel Bazlı Fırıncılık Ürünlerinin Geliştirilmesi

Burcu UTKU, Arya Deniz AYAN, Zeynep Saliha GÜNEŞ, Aslı CAN KARAÇA

Sualtı Haberleşmede Çok Yolluluğun Bant Genişliği, Kapasite ve İletim Gücü Üzerindeki Etkisi

Mehmet Ali ÇAVUŞLU, Mehmet ALTUNCU, Hikmetcan ÖZCAN, Fidan KAYA GÜLAĞIZ, Suhap ŞAHİN

Türkiye’deki Enerji Dağıtım Şirketlerinin Etkinliklerinin Veri Zarflama Analizi ile Değerlendirilmesi

Ezgi GÜLER, Suheyla YEREL KANDEMİR, Emin AÇIKKALP

Akaryakıt İstasyonu Yakıt Satış Otomasyonu Veriler Üzerinden Bir Veri Madenciliği Çalışması

İlhan TARIMER, Buse Cennet KARADAĞ