Karbon aerojel üretimi ve karekterizasyonu

Karbon aerojeller yüksek gözeneklilik, düşük elektriksel özdirenç, kontrol edilebilir gözenek yapısı, yüksek yüzey alanı, iyi elektriksel iletkenliği, termal ve mekanik özellikleri gibi cazip özelliklerinden dolayı oldukça fazla kullanım alanına sahiptirler. Birçok araştırmacı kontrol edilebilir gözenek özelliklerinden dolayı karbon aerojel üretimi ve uygulama alanları üzerine araştırma yapmaktadırlar.Bu çalışmada Resorsinol/Katalizör, Resorsinol/Formaldehit, Resorsinol/Su oranları değiştirilerek sol-jel yöntemiyle jeller sentezlenmiştir. Daha sonra süper kritik şartlarda CO2 ile kurutma yapılarak aerojel elde edilmiştir. Elde edilen aerojel, N2 gazı ile piroliz edilerek karbon aerojel üretilmiştir.Yüzey alanını arttırmak amacıyla piroliz safhasında farklı sürelerde ve sıcaklıklarda karbondioksit gazı ile aktifleştirme yapılmıştır. Bunun için farklı sürelerde CO2 verilmiştir. En iyi aktifleştirmenin 7saat 20 dakika azot gazı ile pirolizden sonra 40 dakika karbondioksit gazı ile aktifleştirmenin olduğu bulunmuştur. Bu şartlarda elde edilen karbon aerojelin yüzey alanı 1112 m2/g olarak bulunmuştur. Aerojellerin süper kritik şartlarda kurutma süresi oldukça uzundur. Bu süreyi kısaltmak amacıyla sadece karbondioksit gazı ile yapılan kurutma işlemi karbondioksit ve etanol karışımı kullanılarak yapılmıştır. Bu sayede kurutma süresi yaklaşık yarı yarıya azaltılmıştır.Karbon aerojeller yüksek yüzey alanına sahip olmakla beraber iyi birer iletkendirler. Bu çalışmada karbon aerojelin süper kapasitör özellikleri araştırılmıştır. Bu amaçla sol ve jel aşamalarında nikel katkısı yapılmıştır. Sol aşamasında nikel katkısı yapılan numunede jelleşme gözlenmemiştir. Üretilen karbon aerojeller ve ticari karbon aerojellerden elektrotlar yapılmıştır. Yapılan bu elektrotların elektrokimyasal özellikleri tipik üç elektrot düzeniyle belirlenmiştir. Karbon aerojelden elde edilen elektrotların elektrokimyasal performansı döngüsel voltametri kullanılarak belirlenmiştir. Döngüsel voltamogram baz alınarak en yüksek spesifik kapasitans değeri 10 mV/s tarama hızı ve 0,8~ ?1,2 V potansiyel farkta 2,468 F/g olarak jel aşamasında nikel katkısı yapılan karbon aerojele aittir.Anahtar Kelimeler : Gözenekli malzemeler, karbon aerojel, süperkapasitör