Priprava i karakterizacija kompozita MnO2/grafen za primjenu u superkondenzatorima

diplomski rad

• Naslov (engleski): Preparation and characterisation of MnO2/graphene composites for supercapacitor application
• Autor: Alen Lutvica
• Mentor: Marijana Kraljić Roković (mentor)
• Član povjerenstva: Marijana Kraljić Roković (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Zoran Mandić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Iva Movre Šapić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2015-11-27, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Kemijsko inženjerstvo; Kemijsko inženjerstvo u razvoju materijala

Sažetak

U ovome radu su pripremljene i okarakterizirane elektrode grafena i kompozita grafen/manganov oksid. Grafen je pripremljen redukcijom grafen oksida s NaBH4. Dobiveni produkt je nanesen na površinu staklastog ugljika sam (GBV1, GBV2) ili u kombinaciji s vezivom (GV2, GV3). Količina grafena koja je nanesena je varirala s ciljem da se utvrdi ovisnost svojstva elektrode o količini nanesenog materijala. Ispitivanje grafenom modificirane elektrode je provedeno metodom cikličke votametrije u 0,5 mol dm^-3 otopini Na2SO4, te pretražnim elektronskim mikroskopom (SEM). Prilikom ispitivanja elektrode metodom cikličke voltametrije u svim slučajevima dobivena je gotovo konstantna struja po potencijalu što ukazuje na dobra kapacitivna svojstva. Veći specifični kapaciteti su dobiveni u slučajevima kada nije korišteno vezivo. Na grafen modificiranim elektrodama provedena je kronoamperometrijska depozicija MnO2 Dobiveni kompoziti su ispitani metodom cikličke voltametrije u 0,5 mol dm^-3 otopini Na2SO4 te u otopini iz koje je provedena sinteza odnosno u prisutnosti Mn2+ iona. U svim slučajevima su dobivena dobra pseudokapacitivna svojstva te su dobiveni nešto veći kapaciteti u otopini MnSO4 u odnosu na Na2SO4 otopinu. Različito ponašanje je posljedica razlike u veličini kationa koji se interkalira tijekom redoks reakcije. Veće vrijednosti specifičnih kapaciteta su također dobivene za tanje slojeve manganovog oksida te kod grafen modificiranih elektroda kod kojih je korišteno vezivo. Dobivene vrijednosti specifičnih kapaciteta su se kretale u rasponu od 324-51 Fg^-1.

Sažetak (engleski)

In this work samples of graphene and graphene/manganese oxide were prepared and characterised. Graphene was prepared by graphene oxide reduction using NaBH4. The obtained product was applied to the glassy carbon surface with or without the binder. The amount of graphene is varied in order to find out the dependence of properties on the amount of active material. The electrodes prepared in this manner were tested by cyclic voltammetry method in 0.5 mol dm^-3 NaSO4 solution and by scanning electronic microscopy (SEM). In all cases good capacitive properties were obtained. Higher capacitance was obtained when no binder was used. The graphene modified electrode was used as a support for chronoamperometry deposition of MnO2. The obtained electrodes were examined by cyclic voltammetry method in 0.5 mol dm^-3 NaSO4 and 0.25 mol dm^-3 MnSO4 solution whereat good pseudocapacitive properties were obtained in both systems. Due to the smaller Mn2+ size a higher amount of cations is intercalated within the layer and higher pseudocapacitive values are obtained in MnSO4 solution. Additionally, higher pseudocapacitive values of MnO2 are obtained for thinner layers and when graphene with binder was used. The obtained specific capacitance values ranges between 324 and 51 F g^-1.

• Ključne riječi: grafen; manganov oksid; superkondenzatori
• Ključne riječi (engleski): graphene; manganese oxide; supercapacitors
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:016973
• Studijski program: Naziv: Primijenjena kemija; smjerovi: Kemija u zaštiti okoliša i izvori energije, Specifični materijali i napredne tehnologije, Primijenjena organska kemija; Smjer: Specifični materijali i napredne tehnologije; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra primijenjene kemije (mag. appl. chem.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2017-03-20 13:47:49