Süperkapasitör için Grafen@VA-BCN-NT@WS2 kompozit elektrot üretimi ve karakterizasyonu

Bu tez çalışmasında süperkapasitör için Grafen@VA-BCN-NT@WS2 kompozit elektrot üretimi aşamalı bir şekilde gerçekleştirilmiş olup bu elektrot yapısı spesifik kapasitans, enerji yoğunluğu ve döngü kararlılığı gibi parametreler yönünden araştırılmıştır. İlk aşamada grafen sentezi, ikinci aşamada ise grafen üzerine FCCVD yöntemi ile 950oC'de VA-BCN-NT'ler büyütülmüştür. Bu yöntemde katalizör kaynağı olarak ferrosen, kaynak malzeme olarak da borik asit, etanol ve asetonitril çözeltisi kullanılmıştır. Son aşama olarak VA-BCN-NT'ler üzerine hidrotermal yöntemle WS2 nanoyapraklar büyütülmüştür. VA-BCN-NT'ler üzerine iyi yapışan WS2 nanoyapraklar aracılığıyla 3D çekirdek@kabuk yapısı elde edilerek sinerjistik bir etki oluşturulmuştur. Üç elektrotlu test hücresinde 6M KOH elektrolit kullanılarak ayrı ayrı gerçekleştirilen GCD ölçümlerinde 0,5 A g-1 akım yoğunluğunda VA-BCN-NT'lerin spesifik kapasitansı 364 F g-1 olarak hesaplanırken VA-BCN-NT@WS2 elektrot yapısının spesifik kapasitansı da 690 F g-1 olarak hesaplanmıştır. Bununla birlikte 20 A g-1 akım yoğunluğunda alınan 10.000 şarj/deşarj döngüsü sonrasında VA-BCN-NT'ler başlangıçtaki spesifik kapasitansının %97'sine sahipken 5.000 şarj/deşarj döngüsü sonrasında VA-BCN-NT@WS2 elektrot yapısı başlangıçtaki spesifik kapasitansının %74'üne sahip olarak mükemmel bir döngü kararlılığı sergilemiştir. Buna ek olarak iki elektrotlu simetrik yapıdaki VA-BCN-NT@WS2 süperkapasitör için 1 A g-1 akım yoğunluğunda spesifik kapasitans 170 F g-1 olarak elde edilmiştir. Ayrıca bu süperkapasitörün 1 V potansiyel aralığında 10.000 döngü sonunda spesifik kapasitansının %85'ini koruduğu gözlemlenmiştir. Enerji yoğunluğu 23.6 Wh kg-1 iken güç yoğunluğu ise 4250 W kg-1 olarak bulunmuştur.