Analyzing various parameters on supercapacitor performance

Elektrokimyasal özellikleri iyileştirilmiş geçiş metal oksitleri yüksek performanslı elektrot üretimi için önem taşımaktadır. Bu sebeple, bu çalışmada, asıl amacımız nikel-kobalt oksitten (NCO) üretilen elektroların iletkenliğini ve aktif yüzey alanını artırarak kütle ve elektron transferini kolaylaştırmaktır. Bu amaç doğrultusunda, NCO ve NCO-indirgenmiş grafen oksit (NCO-RGO) hibritleri, nikel-köpüğü sübstratı üzerine kolay, tek aşamalı ve ilk kez gerçekleştirilen elektrodeposizyon yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. NCO-RGO hibritleri, eş zamanlı gerçekleşen elektrodepozisyon ve indirgeme işlemleri sonucu hazırlanmıştır. Elde edilen hibritlerin elektrot yüzeyi üzerindeki kütlesinin RGO etkisi ile azaldığı belirlenmiştir. Ayrıca, NCO-RGO hibritleri nikel- köpüğü üzerine yüklenirken herhangi bir bağlayıcı malzeme kullanılmamıştır. Bu sayede bağlayıcı kaynaklı direnç ortadan kaldırılmış ve iletkenliğin düşmesi engellenmiştir. Kaplama kat sayısının belirlenmesinin ardından, eşit mol sayıda nikel ve kobalt içeren öncüler ile hazırlanmış elektrolit içerisinde GO miktarı optimizasyonu yapılmıştır. Son olarak, NCO-RGO hibritleri, en iyi performansı saptayabilmek adına farklı nikel-kobalt mol oranlarında sentezlenmiştir. Elektrokimyasal ölçümler göstermiştir ki elde edilen elektrotların spesifik kapasitans ve şarj/deşarj çevrim dayanıklılığı yapıdaki RGO varlığı ile kayda değer ölçüde artmıştır. 0.25 mg GO içeren elektrolitten üretilen NCO-RGO hibrit elektrotu NCO elektrot ile kıyaslandığında mükemmel çevrim ömrü yanı sıra oldukça yüksek spesifik kapasitans sergilemiştir. Ek olarak, yapıda belli oranda nikel içeriğinin artışı ile spesifik kapasitansın arttığı belirlenmiştir. Tüm hazırlanan ürünler karşılaştırıldığında, NCO-RGO hibritleri 1 A/g akım yoğunluğunda en yüksek spesifik kapasitans 1916.5 F/g ve 10 A/g gibi yüksek akım yoğunluğunda 3000 şarj/deşarj çevrim sonucu 95.6% kapasite korunumu elde edilmiştir. NCO-RGO hibritleri güç yoğunluğu değeri 235 W/kg da yüksek enerji yoğunluğu olarak 53.90 Wh/kg değeri elde edilmiş ve enerji yoğunluğu değeri, yüksek güç yoğunluğunda (7500 W/kg) 41.20 Wh/kg olarak belirlenmiştir. Bu sonuçlar, bu malzemelerin dayanaklığının yüksek olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, oldukça iyi elektrokimyasal özelliklere sahip NCO-RGO malzemesi, gelecekte süperkapasitör uygulamalarında kullanılmak üzere kolay ve bağlayıcı içermeyen elektrot yapımı için umut vaat etmektedir.