2,3-Di(tiyofen-3-il)piperazin Monomerlerinin Ultrases Destekli Sentezi, İletken Polimerlerinin Hazırlanması ve Süperkapasitör Davranışlarının İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, 2,3-di(tiyofen-3-il)piperazin esaslı iletken polimer türevlerinin elektrokimyasal yük depolama özellikleri incelenmiştir. Bu amaçla, ilk önce, ultrases destekli bir yöntem kullanılarak 2,3-di(tiyofen-3il)piperazin halka sistemine sahip yeni elektroaktif monomerlerin sentezi gerçekleştirilmiştir. 2,3-Di(tiyofen-3il)piperazin monomerleri elektrokimyasal olarak paslanmaz çelik substrat yüzeylerinde polimerleştirilmiş ve poli(2,3-di(tiyofen-3-il)piperazin (PTTP) ve poli(2,3-di(tiyofen-3-il)dekahidrokinoksalin (PTTQ) esaslı redoks aktif elektrot malzemeleri hazırlanmıştır. PTTP ve PTTQ redoks aktif malzemelerinin kapasitif performansları dönüşümlü voltametri (CV), galvanostatik şarj-deşarj (GCD) ve elektrokimyasal impedans spektroskopi (EIS) teknikleri kullanılarak araştırılmıştır. PTTP ve PTTQ esaslı elektrot malzemeleri 2,5 mAcm -2 sabit akım yoğunluğunda 175 Fg -1 ve 198 Fg -1 spesifik kapasitans değerlerine ulaşmıştır. Ayrıca, PTTP ve PTTQ, sırasıyla, 70,2 Whkg -1 ve 87,1 Whkg -1 enerji yoğunluğu değerleri ile 7 kWkg -1 ve 6,2 kWkg -1 güç yoğunluğu değerleri sergilemiştir. Bunun yanı sıra, PTTP ve PTTQ elektrot malzemeleri 10 000 şarj-deşarj döngüsü sonunda %80 ve %87,5 gibi oldukça yüksek uzun döngü ömrü kararlılıkları göstermiştir. Kapasitif performans test sonuçları PTTP ve PTTQ redoks aktif elektrot malzemelerinin yüksek performanslı pratik süperkapasitör uygulamalarında kullanılabilecek potansiyele sahip ümit vaat eden elektrot malzemeleri olduğunu ortaya koymuştur.