Süperkapasitör Uygulamaları için Elipsoid Benzeri Hiyerarşik ZnO Yapılarının Sentezi ve Elektrokimyasal Karakterizasyonu

Keskin Ö. Y.

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, cilt.26, sa.3, ss.744-750, 2026 (TRDizin)

Özet

Çeşitli morfolojilere sahip metal oksitlerin kullanımı, bunları süperkapasitör uygulamaları için ideal malzemeler haline getirir. Bu çalışmada, elipsoid benzeri ZnO parçacıkları hidrotermal yöntemle sentezlenmiştir. Numuneler yapısal, kimyasal, morfolojik ve elektrokimyasal özellikler açısından karakterize edilmiştir. ZnO parçacıklarının kristal yapısı, X-ışını difraktometresi (XRD) kullanılarak incelenmiştir. ZnO parçacıklarının parçacık boyutu ve morfolojisi taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak incelenmiş ve ZnO parçacıklarının yüzey kimyası X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) kullanılarak belirlenmiştir. ZnO parçacıklarının elektrokimyasal performansı galvanostatik-potansiyostatik sistem kullanılarak analiz edilmiştir. Elektrokimyasal karakterizasyon için döngüsel voltametri, kronopotansiyometri ve empedans spektroskopisi ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, ZnO/Grafit/PVDF kompozitinin 5 mV/s tarama hızında 3260,57 mF g-1 spesifik kapasitans gösterdiğini ortaya koymuştur. Ayrıca, elektrotlar 1000 döngüden sonra %67,5 tutma oranı ile kabul edilebilir bir stabilite sergilemiştir.
The use of metal oxides with various morphologies makes them ideal materials for supercapacitor applications. In this study, ZnO particles with an ellipsoid-like shape were produced using the hydrothermal method. The samples were characterized in terms of structural, chemical, morphological, and electrochemical properties. The present study investigates the crystal structure of ZnO particles by means of an X-ray diffractometer (XRD). The investigation involved the examination of the particle size and morphology of ZnO particles. This examination was conducted using scanning electron microscopy (SEM). Furthermore, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was employed in the determination of the surface chemistry of ZnO particles. The electrochemical performance of ZnO particles was analyzed using a galvanostatic-potentiostatic system. Cyclic voltametry, chronopotentiometry, and impedance spectroscopy measurements were performed for electrochemical characterization. The results demonstrate that the ZnO/Graphite/PVDF exhibited a specific capacitance of 3260.57 mF g-1 at a scan rate of 5 mV/s. Moreover, the electrodes exhibited adequate stability, with a retention rate of 67.5% achieved after 1,000 cycles.