Özet:
Bu tezin amacı yüksek enerji ve güç yoğunluklu ve çevrim kararlığına sahip
süperkapasitörlerde kullanılan elektrotların üretiminin başarılmasıdır. Çalışma
da malzemelerin elektrokimyasal indirgenmesi ve alaşımsızlandırma gibi
nano üretim süreçleri geliştirilmiştir. Bu amaçla nikel köpük üzerinde direkt olarak
sırasıyla çinko biriktirilmesi ardından Ni köpük üzerinden alaşımsızlaştırma
yapılarak Ni köpük üzerinde nano gözenekli nikel(np-Ni) elektroaktif malzeme
olarak biriktirilmiştir. Nikel köpük bazik sulu elektrolitte çalışan
süperkapasitörlerde mükemmel elektrokimyasal kararlılığı ile iyi bir akım
toplayıcısıdır. Nanogözenekli nikel(np-Ni) yüksek gözeneklilik, yüzey/hacim
oranı ile iyon taşınımı için kısa difüzyon yolları sağlayan geçirgen bir malzemedir.
Np-Ni malzeme NF üzerinde özgülkapasitansı artırmak amacıyla katot elektrot
olarak kullanılmıştır. Anot ve katot elektrotlarda sulu potasyumhidroksit (KOH)
elektrolit kullanılması uygun görülmüştür. Elektrokimyasal ölçümler, döngüsel
voltametri (CV), galvanostatik şarj-deşarj (GCD) ve empedans spektroskopisi
teknikleri kullanılarak aygıt tasarımı gerçekleştirilmiştir. Süperkapasitör elektrot
sisteminin akım-potansiyel davranışı ve yük depolama mekanizmasının tersinirliği
ile ilgili bilgi veren CV ölçümleri için en sade elektrottan başlayarak hedeflenen
katotota doğru modifiye edilmiş elektrotların her biri için ayrı ayrı analiz
yapılmıştır. Elektrokimyasal ölçümler için başlangıçta en sade elektrottan
başlayarak hedef katot elektrota doğru yani Nikel, Nikel-Çinko, Nikel Çinkosuz;(Katot) ve Anot (bakır ve platin) elektrotlar için üç elektrot
konfigürasyonu 6M KOH elektroliz içinde gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada ise
(Katot/Anot) ikili elektrot sistemi kullanarak aynı analizler yapılmış olup üçlü
elektrot sistemi ile mukayese etme imkânı oluşmuştur. Bazik elektrolitik ortamda
elektroaktif malzemelerin indirgenme-yükseltgenme tepkimeleri,
kapasitif özellikleri ve çevrim kararlılıkları dönüşümlü Voltametri (CV)ve
galvanostatik şarj-deşarj çevrimi (GCD) ölçüm teknikleri kullanılarak
incelenmiştir.
