N-VACNT@MnO2 nanokompozit yapının süperkapasitör elektrot malzemesi olarak araştırılması

Bu tez çalışmasında ilk olarak FCCVD yöntemi ile karbon kumaş üzerine azot katkılı düşey doğrultuda karbon nanotüpler sentezlenmiş ve ikinci olarak da üzerlerine hidrotermal yöntem ile MnO2 nanoyaprakçıklar büyütülmüş olup CC@N-VACNT@MnO2 nanokompozit yapısı elde edilmiştir. Bu nanokompozit elektrot malzemesinin süperkapasitör uygulaması için spesifik kapasitans, enerji yoğunluğu ve döngü kararlılığı gibi parametreleri araştırılmıştır. Üç elektrotlu test hücresinde 1 M Na2SO4 elektrolit kullanılarak ayrı ayrı gerçekleştirilen GCD ölçümlerinde 0,5 A g-1 akım yoğunluğunda N-VACNT'lerin spesifik kapasitansı 53,7 F g-1 olarak hesaplanırken N-VACNT@MnO2 elektrot yapısının spesifik kapasitansı da 497 F g-1 olarak hesaplanmıştır. Bununla birlikte N-VACNT elektrotu 10 A g-1 akım yoğunluğunda alınan 10.000 şarj/deşarj döngüsü sonrasında başlangıçtaki spesifik kapasitansının %99'una sahipken N-VACNT@MnO2 elektrot yapısı 10.000 şarj/deşarj döngüsü sonrasında başlangıçtaki spesifik kapasitansının %76'sına sahip olarak mükemmel bir döngü kararlılığı sergilemiştir. Buna ek olarak asimetrik yapıdaki süperkapasitör için 1 A g-1 akım yoğunluğunda spesifik kapasitans 59,4 F g-1 olarak elde edilmiştir. Ayrıca bu süperkapasitörün 1,7 V potansiyel aralığında 10.000 döngü sonunda spesifik kapasitansının %84'ünü koruduğu gözlemlenmiştir. Enerji yoğunluğu 24,7 Wh kg-1 iken güç yoğunluğu ise 15,7 kW kg-1 olarak bulunmuştur.