TR201605860T1 - Metal oksi̇t kenetli̇ grafen ve karbon nanotüp i̇çeren hi̇bri̇d köpük. - Google Patents
Metal oksi̇t kenetli̇ grafen ve karbon nanotüp i̇çeren hi̇bri̇d köpük. Download PDFInfo
- Publication number
- TR201605860T1 TR201605860T1 TR2016/05860T TR201605860T TR201605860T1 TR 201605860 T1 TR201605860 T1 TR 201605860T1 TR 2016/05860 T TR2016/05860 T TR 2016/05860T TR 201605860 T TR201605860 T TR 201605860T TR 201605860 T1 TR201605860 T1 TR 201605860T1
- Authority
- TR
- Turkey
- Prior art keywords
- metal substrate
- oxide
- porous metal
- graphene
- carbon nanotubes
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 236
- 239000006260 foam Substances 0.000 title claims abstract description 152
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 76
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 41
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 122
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 119
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 109
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 109
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 50
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract description 43
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims abstract description 5
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 65
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 claims description 61
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 61
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 53
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 46
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 25
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 20
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 14
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 9
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 239000002055 nanoplate Substances 0.000 claims description 5
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 4
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 claims description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 18
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 93
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 26
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 21
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 21
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 19
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 18
- 238000000157 electrochemical-induced impedance spectroscopy Methods 0.000 description 18
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 11
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 8
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 7
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 7
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 6
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 6
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 5
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 5
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 5
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000004769 chrono-potentiometry Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 4
- INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L lithium sulfate Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-]S([O-])(=O)=O INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 238000004452 microanalysis Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 4
- RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 3-aminoazetidine-1-carboxylate;hydrochloride Chemical compound Cl.CC(C)(C)OC(=O)N1CC(N)C1 RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 3
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 3
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000000724 energy-dispersive X-ray spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 238000001566 impedance spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000010396 two-hybrid screening Methods 0.000 description 2
- 238000004832 voltammetry Methods 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 208000004356 Hysteria Diseases 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 241001591005 Siga Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 238000000441 X-ray spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- VYMUGTALCSPLDM-UHFFFAOYSA-L carbasalate calcium Chemical compound [Ca+2].NC(N)=O.CC(=O)OC1=CC=CC=C1C([O-])=O.CC(=O)OC1=CC=CC=C1C([O-])=O VYMUGTALCSPLDM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002717 carbon nanostructure Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 208000012839 conversion disease Diseases 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002079 double walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001453 impedance spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910001410 inorganic ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 230000037427 ion transport Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 229930192935 kirinine Natural products 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 1
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000357 manganese(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- VMWYVTOHEQQZHQ-UHFFFAOYSA-N methylidynenickel Chemical compound [Ni]#[C] VMWYVTOHEQQZHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 231100000344 non-irritating Toxicity 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 1
- 230000001850 reproductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- RADGOBKLTHEUQO-UHFFFAOYSA-N ruthenium(4+) Chemical compound [Ru+4] RADGOBKLTHEUQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 230000007103 stamina Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 229910003144 α-MnO2 Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/24—Electrodes characterised by structural features of the materials making up or comprised in the electrodes, e.g. form, surface area or porosity; characterised by the structural features of powders or particles used therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/158—Carbon nanotubes
- C01B32/16—Preparation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/182—Graphene
- C01B32/184—Preparation
- C01B32/186—Preparation by chemical vapour deposition [CVD]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G45/00—Compounds of manganese
- C01G45/02—Oxides; Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G55/00—Compounds of ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, or platinum
- C01G55/004—Oxides; Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/26—Deposition of carbon only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/56—After-treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/26—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
- H01G11/36—Nanostructures, e.g. nanofibres, nanotubes or fullerenes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/46—Metal oxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/52—Separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
- H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0421—Methods of deposition of the material involving vapour deposition
- H01M4/0428—Chemical vapour deposition
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
- C01P2002/85—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by XPS, EDX or EDAX data
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/10—Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like
- C01P2004/13—Nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/10—Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like
- C01P2004/16—Nanowires or nanorods, i.e. solid nanofibres with two nearly equal dimensions between 1-100 nanometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/20—Particle morphology extending in two dimensions, e.g. plate-like
- C01P2004/24—Nanoplates, i.e. plate-like particles with a thickness from 1-100 nanometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/40—Electric properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
Bir metal oksit kenetli grafen ve karbon nanotüp hibrid köpük (10, 20) bir iki adımlı proses ile oluşturulabilir. Yöntem (100), en az bir grafen katmanının (14, 24) ve çok sayıda karbon nanotübün (16, 30), bir kaplanmış gözenekli metal substrat (12, 22) oluşturacak şekilde, kimyasal buharlı çökeltim yoluyla bir gözenekli metal substratın (12, 22) bir yüzeyi (13, 26) üzerinde oluşturulmasını, ve çok sayıda metal oksit nanoyapının, metal oksit kenetli grafen ve karbon nanotüp hibrid köpük (10, 20) oluşturacak şekilde, kaplanmış gözenekli metal substratın (12, 22) bir yüzeyinde (13, 26) çökeltilmesini içerebilir.
Description
TARIFNAME
METAL OKSIT KENETLI GRAFEN VE KARBON NANOTUP
IÇEREN HIBRID KOPUK
TEKNIK ALAN
Bu doküman, metal oksit kenetli grafen ve karbon nanotüp
içeren hibrid. köpük ile, ve bilhassa enerji cihazlariiida kullanim için
ruteiiyuin (IV) oksit ve mangan (IV) oksit kenetli grafen ve karbon
nanotüp içeren hibrid köpükler ile ilgilidir.
ARKA PLAN
Enerji cihazlari; enerji depolama cihazlari ve enerji üretim
cihazlari olmak üzere iki ana tipte olabilir. Enerji depolama
cihazlarinin 'Örnekleri, elektrokiinyasal kapasitörleri ve pilleri
içerebilir. Elektrokimyasal kapasitörlerin 'Örnekleri, bir çift katmanli
elektrik kapasitörünü ve bir psödokapasitörü içerebilir. Çift katmanli
elektrik kapasitör'ü, bir polarize elektrot olarak bir aktive edilmis
karbon kullanabilir, ve aktive edilmis karbonun bir gözenek yüzeyi ile
bir elektrolitik çözelti arasindaki bir ara yüzey 'uzerinde olusturulmus
bir çiftli elektrik katmanindan istifade edebilir. Psödokapasitör,
valansi sürekli degisen bir geçis metali oksidi, ve katki olarak
uygulanabilen bir elektriksel olarak iletken polimeri kullanabilir.
Ayrica, piller, aktif maddelerin araya ekleninesinden ve kimyasal
reaksiyonlarindan istifade ederek sarj ve desarj edilebilen bir sekonder
pil, ve bir kez desarj olduktan sonra tekrar sarj edilemeyen bir primer
pil olmak üzere iki ana tipte olabilir.
KISA TANITIM
Enerji depolama cihazlari arasinda süperkapasitörler (ayrica
çift katmanli elektrik kapasitörleri veya ultrakapasit'orler olarak da
bilinir), yogun ilgi görmektedir, çünkü pillere kiyasla daha yüksek güç
yogunlugu, ve piller ve yakit hücreleri gibi diger enerji depolama
cihazi tiplerine kiyasla daha yüksek enerji yogunlugu saglayabilir.
Süperkapasit'orler ayni zamanda daha yüksek sarj ve desarj hizi, daha
yüksek kararlilik ve daha uzun kullanim süresi saglayabilir. Ancak,
eski süperkapasitörler, diger enerji depolama cihazlarina (örn. pillere
ve yakit hücrelerine) kiyasla daha düsük bir enerji yogunluguna sahip
olabilir, ve genellikle, diger enerji depolama cihazlari ile birlikte bir
hibrid sistemin bir parçasi olarak kullanilir.
Mevcut bulusun çesitli `Örnekleri bir enerji cihazi (örn. bir
metal oksit kenetli grafen ve karbon nanotüp içeren hibrid köpük (ayni
zamanda “hibrid köpük” olarak da ifade edilmektedir) saglayabilir.
Mevcut bulusun konusu olan hibrid köpük, diger enerji cihazlarina
(örn. eski süperkapasitörlere, pillere ve yakit hücrelerine) göre birçok
avantaj saglayabilir. Örnegin, mevcut bulusun konusu olan hibrid
köpük, eski süperkapasitörlere kiyasla daha yüksek bir enerji
yogunlugu., ve pillere ve yakit hücrelerine kiyasla daha yüksek bir güç
yogunlugu saglayabilir. Ayrica, mevcut bulusun konusu olan hibrid
köpük, yüksek performansli ticari uygulamalara yönelik olarak daha
yüksek siga performansi, daha yüksek sarj ve desarj hizlari, ve imal
edilebilirlik 'Özelligi saglayabilir.
Mevcut bulusun konusu olan hibrid köpük, rutenyuin (IV)
oksit (RuOZ) nanoparçaciklar veya inangan (IV) oksit (MnOZ)
nanoteller gibi metal oksit nanoyapilari, en az bir grafen katmani ve
karbon nanotüpler ile kapli bir gözenekli metal substrata (örn. bir
köpük substratina) entegre eder. Hibrid köpük, daha yüksek
gravimetrik siga ve bir reel siga sergiler. Hibrid köpük, metal oksit
parçaciklarin yüklenmesi için daha genis bir yüzey alani saglayabilir
ve elektrolit filtrelemesini kolaylastirabilir. Omegin, hibrid köpük,
elektrolitin aktif maddelere erisinesine olanak veren bir hiyerarsik ve
gözenekli meta] substrat sergileyebilir. Karbon nanotüpler; grafen ve
karbon nanotüp enterfazindaki pürüzsüz baglantilar iletkenligi ve yük
tasininasini arttirabilecek sekilde bir iletken çerçeve görevi görebilir.
Elektrolit erisiminin artmasi, iletkenligin artmasi ve yük tasinmasinin
artmasi, yüksek bir aktif madde faydalanimi, daha düsük iç direnç,
daha yüksek hiz kontrolü ve daha yüksek yük çevrim kararliligi
saglayabilir.
Mevcut bulusun konusu olan hibrid köpüge dayali
süperkapasitörler, özgül sigayi arttirabilir ve isletme gerilimi araligini
uzatabilir. Hibrid köpüge dayali süperkapasitörler, maksimum enerji
yogunlugunu ve güç yogunlugunu arttirabilir. Ayrica, hibrid köpüge
dayali süperkapasitörler, yük çevrim kararliliginda bir artis
gösterebilir.
Bu kisa tanitim, inevcut patent basvurusunun konusuna
iliskin bir genel tanitim sunma amaci tasimaktadir. Bulusun özel veya
kapsainli bir açiklamasini saglamasi amaçlanmamaktadir. Mevcut
patent basvurusu hakkinda daha ileri bilgi saglamak için ayrintili
tarifname mevcuttur.
SEKILLERIN KISA AÇIKLAMASI
Mutlaka ölçekli olmasi gerekmeyen sekillerde, benzer
rakamlar, farkli görünüsler içerisinde yer alan benzer bilesenleri tarif
edebilir. Farkli harf son eklerine sahip benzer rakamlar, benzer
bilesenlerin farkli uygulamalarini temsil edebilir. Sekiller, mevcut
belge içerisinde incelenen çesitli uygulama örneklerini genel
hatlariyla, örnekleme yoluyla, ancak herhangi bir kisitlama olmadan
göstermektedir.
Sekil 1, Ru02 nanoparçaciklari içeren bir hibrid köpügün
bir kismina ait bir enkesiti genel hatlariyla göstermektedir.
Sekil 2, MnO2 nanotelleri içeren bir hibrid köpügün bir
kismina ait bir enkesiti genel hatlariyla göstermektedir.
Sekil 3, bir hibrid köpük içeren bir süperkapasitörün bir
enkesitini genel hatlariyla göstermektedir.
Sekil 4, bir hibrid. köpük olusturma yöntemine ait bir akis
semasini genel hatlariyla göstermektedir.
Sekil 5, bir kapli gözenekli metal substratin bir taramali
elektron mikroskobu (SEM) görüntüsünü göstermektedir.
Sekil 6, Rqu nanoparçaciklari içeren bir hibrid köpügün
bir SEM görüntüsünü göstermektedir.
Sekil 7, Ru02 nanoparçaciklari içeren bir hibrid köpügün
bir SEM görüntüsünü gösterinektedir.
Sekil 8, hazirlanmis haldeki hidroz Rqu nanoparçaciklari
göstermektedir.
Sekil 9, RuO2 nanoparçaciklarin bir enerji daginimli X-isini
spektroskopisini (EDS) göstermektedir.
Sekil 10, Örnek 1 için bir çevrimsel voltametri grafigini
göstermektedir.
Sekil 11, Örnek 1 için bir çevrimsel voltametri grafigini
göstermektedir.
Sekil 12, Örnek 1”in sarj-desarj özelliklerini göstermektedir.
Sekil 13, Ornek 1”in özgül sigasini ve alan basina düsen
sigayi göstermektedir.
Sekil 14, Ornek 1”in ve Karsilastirma Örnegi 1°in çevrim
kararliligini göstermektedir.
Sekil 15, Örnek 1 için potansiyostatik elektrokimyasal
empedans spektroskopisi (EIS) ölçümlerini göstermektedir.
Sekil 16, BIS grafiklerinin hazirlanmasi için kullanilan bir
esdeger devreyi göstermektedir.
Sekil 17, birinci çevrim sonrasi Ornek 1 için olan deney ve
model EIS ölçümlerini göstermektedir.
Sekil 18, 8100. çevrim sonrasi Örnek 1 için olan deney ve
model EIS ölçümlerini göstermektedir.
Sekil 19, birinci çevrimde ve 8100. çevrim sonrasinda,
Örnek 1 için normalize edilmis reel sigayi ve sanal sigayi frekansa
karsi göstermektedir.
Sekil 20, birinci çevrimde ve 8100. çevrim sonrasinda,
Örnek 1 için normalize edilmis reel sigayi ve sanal sigayi frekansa
karsi göstermektedir.
Sekil 21; Örnek 1, Karsilastirma Örnegi 1 ve Karsilastirma
Örnegi 2 için 15118 grafigini göstermektedir.
Sekil 22; Örnek 1, Karsilastirma Örnegi 1 ve Karsilastirma
Örnegi 2 için yüksek frekans bölgesi EIS grafigini göstermektedir.
Sekil 23, Örnek l”in enerji yogunluklari ve güç
yogunluklari ile ilgili bir Ragon grafigini göstermektedir.
Sekil 24, islemden geçirilmemis nikel köpügün bir SEM
görüntüsünü göstermektedir.
Sekil 25, bir kapli gözenekli metal substratin bir SEM
görüntüsünü göstermektedir.
Sekil 26, MnOz nanoteller içeren bir hibrid köpügün bir
SEM görüntüsünü göstermektedir.
Sekil 27, Mn02 nanoteller içeren hibrid köpügün EDS
mikroanalizini göstermektedir.
Sekil 28, alfa-Mn02 nanotellerin X-isini kirinim (XRD)
paternini göstermektedir.
Sekil 29, MnOz nanotellerin bir transmisyon elektron
mikroskopisi (TEM) görüntüsünü göstermektedir.
Sekil 30, MnOz nanotellerin bir yüksek çözünürlüklü TEM
örgü görüntüsünü göstermektedir.
Sekil 31, bir tekli Mn02 nanotelin seçili alan kirinim (SAD)
paternini göstermektedir.
Sekil 32, bir tekli MnOZ nanotelin EDS spektrumunu
göstermektedir.
Sekil 33, 50 mV san`i°lik bir tarama oraniyla, Örnek 2 için
farkli potansiyel araliklari genelinde bir çevrimsel voltametri grafigini
göstermektedir.
Sekil 34, Örnek 2 için farkli tarama oranlari altinda bir
çevrimsel voltametri (CV) grafigini göstermektedir.
Sekil 35, Ornek 2 için farkli tarama oranlari altinda
normalize edilmis CV grafiklerini göstermektedir.
Sekil 36, Ornek 2”nin, tek akim yogunlugunda bir sarj-
desarj egrisini göstermektedir.
Sekil 37, Ornek 2'nin, farkli akim yogunluklarinda sarj-
desarj egrilerini göstermektedir.
Sekil 38, Örnek 2”nin, farkli akim yogunluklarinda sarj-
desarj egrilerini göstermektedir.
Sekil 39, Örnek 2”in özgül sigasini ve alan basina düsen
sigayi göstermektedir.
Sekil 40; Örnek 2”nin, Karsilastirma Örnegi 3°ün ve
Karsilastirma Örnegi 3”ün çevrim kararliligini göstermektedir.
Sekil 41, Örnek 2'nin, bir elektrokimyasal empedans
spektroskopisi grafigini göstermektedir.
Sekil 42; Örnek 2°nin ve Karsilastirma Örnegi 4”ün, bir
elektrokimyasal empedans spektroskopisi grafigini göstermektedir.
Sekil 43, farkli süperkapasitör sistemleri için enerji
yogunluklari ve güç yogunluklari ile ilgili bir Ragon grafigini
gösterniektedir.
AYRINTILI TARIF
Mevcut bulus, en az bir grafen katmani, çok sayida karbon
nanotüp ve metal oksit nanoyapilar içeren bir hibrid köpük saglar. Bir
örnekte, hibrid köpük, rutenyum (IV) oksit (RuOZ) nanoparçaciklar
içerir. Baska bir örnekte, hibrid köpük, mangan (IV) oksit (MnOz)
nanoparçaçiklar içerir. Mevcut bulusun konusu olan hibrid köpükler
iki adimli bir proses ile hazirlanabilir. Örnegin, iki adimli proses, en
az bir grafen katmaninin ve çok sayida karbon nanotübün kimyasal
buharli çökeltimini, ve metal oksit nanoyapilarm bir basit banyolu
çökeltimini içerebilir. Bu elektrot hazirlama yöntemi, yüksek enerjili-
yogunluklu süperkapasitör uygulamalari için pratik, ölçeklenebilir ve
düsük maliyetli bir yaklasim sunar.
Sekil 1°de, Ru02 nanoparçaciklar içeren bir hibrid köpügûn
(burada ayni zamanda “metal oksit kenetli grafen ve karbon
nanotüp içeren hibrid köpük” olarak da ifade edilmektedir) bir
kisminin bir enkesiti genel hatlariyla gösterilmektedir. Bir örnekte,
Sekil 1”de gösterilen hibrid köpük (10), örnegin bir süperkapasitör
içerisinde bir elektrot olarak kullanilabilir. Hibrid köpük (10); bir
gözenekli metal substrat (12), en az bir grafen katinani (14), çok
sayida karbon nanotüp (16), ve çok sayida Ru02 nanoparçacik
içerebilir. Hibrid köpük (10) büyük ölçüde baglayicisiz olabilir.
Burada kullanilan “büyük ölçüde” terimiyle tam olma veya tamamina
yakin olma duruinu kastedilmektedir; örnegin “büyük ölçüde”
baglayieisiz olan hibrid köpük (10) ya hiç baglayici içermez, ya da
baglayiciyi, hibrid köpügün (10) herhangi bir ilgili islevsel özelligi
eser miktar varligindan etkilenmeyecek sekilde eser miktarda içerir.
Bir örnekte, gözenekli metal substrat (12); bakirin,
alüminyumun, inkonelin ve nikelin en az birini içerebilir. Bir örnekte,
gözenekli inetal substrat (12), üç boyutlu bir gözenekli nikel köpük
olabilir. Gözenekli metal substrat (12), yaklasik 0,5 mikrometre (um)
ila yaklasik 1000 um araligi içerisinde bir kalinliga (7) sahip olabilir.
Bir örnekte, kalinlik (7) yaklasik 20 nm olabilir.
Gözenekli metal substrat (12), en az bir grafen katmani (14)
içerebilir. Burada degerlendirildigi üzere, grafen katmani (14),
gözenekli metal substratin (12) bir yüzeyinde (13) çökeltilebilir. Bir
örnekte, en az bir grafen katmani (14), yirmi veya daha az grafen
katmani içerebilir. Yani, hibrid köpük (10), bir grafen katmani ila 20
grafen katmani arasindaki bir sayida grafen katmani içerebilir. Bir
örnekte, en az bir grafen katmani (14), üç veya daha az graferi katmani
içerebilir. Yani, en az bir grafen katmani (14), bir grafen katmani veya
iki grafen katmani içerebilir. Örnegin bir süperkapasitör içerisinde
kullanilan hibrid köpügün (10) sigasini etkileyebilen bir Özellik,
grafen katmanlarinin sayisidir. Örnegin, grafen katmani sayisi
arttikça, siga azalir.
Hibrid köpük (10), çok sayida karbon nanotüp (16)
içerebilir. Çok sayida karbon nanotüp (16); tek cidarli, çift Cidarli,
veya çok cidarli karbon nanotüpler olabilir. Çok sayida karbon
nanotüp (16), grafen katmaninin (14) bir üst yüzeyinde (15)
üretilebilir. Çok sayida karbon nanotüp (16), yaklasik 10 um ila
yaklasik 10.000 um arasinda bir ortalama yükseklige (17) sahip
olabilir. Bir örnekte, çok sayida karbon nanotübün (16) yüksekligi
(17) yaklasik 50 um olabilir. Çok sayida karbon nanotübün ortalama
yüksekligi (17), aktif maddelerin gözenekli metal substrat (12)
üzerindeki bir yükleme kütlesini etkileyebilir. Burada
degerlendirildigi üzere, çok sayida karbon nanotübün (16) yüksekligi
(17), üretim süresi kontrol edilerek ayarlanabilir. Hibrid köpügün (10)
kapasit'or uygulamalari için kullanilacak oldugu hallerde, ortalama
yükseklik (17) yaklasik 10 um ila yaklasik 10.000 um olabilir. Bir
örnekte, çok sayida karbon nanotüp (16), yaklasik 8 nanometre (nm)
ila yaklasik 15 nm arasinda bir ortalama dis çapa (4) sahip olabilir. Bir
örnekte, çok sayida karbon nanotüp (16), yaklasik 5 nm ila yaklasik
50 mm arasinda bir ortalama iç çapa (2) ve yaklasik 1 katman ila
yaklasik 50 katman arasinda bir cidar kalinligina (6) sahip olabilir.
Cidar kalinligi ne kadar az olursa, hibrid köpügün (10) toplam yüzey
alani 0 kadar büyük olur, bu da bir süperkapasitör uygulamasi
içerisinde kullanilan hibrid köpügüri (10) güç yogunlugunu arttirabilir.
Hibrid köpük (10); çok sayida karbon nanotübün (16) en az
bir yüzeyine (8) ve en az bir grafen katmaninm (14) yüzeyinde (15)
çökeltimis çok sayida Rqu nanoparçacik (18) içerebilir. Burada tarif
edildigi sekilde, çok sayida Ru02 nanoparçacik (18), anhidr'oz
rutenyum (IV) okside kiyasla daha yüksek bir kapasitif özellik
sergileyebilen hidröz Rqu nanoparçaciklar olusturacak sekilde
sentezlenebilir. Hidroz Ru02 nanoparçaciklar tarafindan elde edilen
daha yüksek enerji yogunlugu, karma protonik-elektronik iletim ile
iliskilendirilebilir. Hidroz bölge, yigin malzemeye kolay proton
geçirimine olanak verebilirken, ara baglantili Ru02 bölgesi, elektron
iletimine olanak verebilir. Çok sayida RuOg nanoparçacik (18), 5
nm°den daha küçük bir çapa (19) sahip olabilir. RuOZ
nanoparçaciklar, bir çamur olusturacak sekilde, deiyonize su ile
karistirilir. Rqu nanoparçaciklar, yaklasik 1 nm ila yaklasik 2 nm”lik
bir çap degerine sahip olabilir. Ancak, Ru02 nanoparçaciklar çok
sayida karbon nanotübün (16) en az bir yüzeyinde (8) ve en az bir
grafen katmaninin (14) yüzeyinde (15) çökeltildikten sonra, çok
sayida rutenyum (IV) oksit naiioparçacik kuruma sonrasi topaklanarak
nm'den daha düsük bir çap (19) degerine sahip büyük parçaciklar
olusturur. Bir 'örnekte, diger RuOZ nanoparçaciklar, çok sayida karbon
nanotübün (16) yüzeyinde (8) çökeltilebilir. Örnegin rutenyum (IV)
oksit nanoteller, nanoküreler ve nanoplaklar çökeltilebilir.
Bir örnekte, hibrid köpük (10), yaklasik 0,0005 gram ila
yaklasik 0,1 gram arasinda bir yükleme kütlesine sahip olabilir.
Yükleme kütlesi, art yüklenmis bir gözenekli metal substratin kütlesi
ile ön yüklenmis bir gözenekli metal substratin kütlesi arasindaki bir
fark ile tayin edilebilir. Art yüklenmis gözenekli metal substrat;
gözenekli metal substrat (12), en az bir grafen katmani (14), çok
sayida karbon nanotüp (16), ve çok sayida Rqu nanoparçacik (18)
içerebilir. On yüklenmis gözenekli metal substrat, gözenekli metal
substrati içerir.
Yükleme kütlesi, kimyasal buharli çökeltim prosesinin
zaman, katalizör miktari ve karbon kaynagi konsantrasyonu dahil
olmak üzere çesitli üretim kosullari ile ayarlanabilir. Buna ilave olarak
yükleme kütlesi, kaplanmis gözenekli metal substratin yüzey
morfolojisi, kaplanmis gözenekli metal substratin islanabilirligi, ve
rutenyum (IV) oksit nanoparçaciklarin dispersiyon konsantrasyonu ile
ayarlanabilir.
Burada degerlendirildigi üzere, hibrid köpük (10), örnegin
bir süperkapasitör içerisinde bir elektrot olarak kullanilabilir. Mevcut
bulusun konusu olan hibrid köpük (10), diger elektrotlara göre ve
bilhassa önceki süperkapasitörlere, pillere ve yakit hücrelerine göre
birçok avantaj saglayabilir. Bir örnekte, grafen katmani (14), bir akim
kollektörü görevi görebilir. Bir örnekte, grafen katmani (14), çok
sayida karbon nanotüp (16) ile gözenekli metal substrat (12)
arasindaki bir elektriksel baglantiyi kolaylastirabilen bir tampon
tabaka görevi görebilir.
Bir süperkapasitör uygulamasinda kullanildiginda, hibrid
köpük (10) daha yüksek gravimetrik siga ve alan sigasi sergileyebilir.
Hibrid köpük (10), Rqu nanoparçaciklarin yüklenmesi için daha
genis bir yüzey alani saglayabilir ve elektrolit filtrelemesini
kolaylastirabilir. Örnegin, hibrid köpük (10), bir elektrolitin aktif
maddelere erismesine olanak verebilir. Çok sayida karbon nanotüp
(16); en az bir grafen katmani (14) ile çok sayida karbon nanotüp (16)
arasindaki enterfazindaki pürüzsüz baglantilar, iletkenligi ve yükün
tasinmasini arttirabilecek sekilde bir iletken çerçeve görevi görebilir.
Elektrolit erisiminin artmasi, iletkenligin artmasi ve yük tasinmasinin
artmasi, yüksek bir aktif madde faydalanimi, daha düsük iç direnç,
daha yüksek hiz kontrolü ve daha yüksek yük çevrim karaliligi
saglayabilir.
Sekil 2”de, mangan (IV) oksit (MnOZ) nanoteller (örn. alfa-
(MnOz) ((X'MllOg) nanoteller) içeren bir hibrid köpügün (20) (burada
ayni zamanda “metal oksit kenetli grafen ve karbon nanotüp içeren
hibrid köpük” olarak da ifade edilmektedir) bir kisminin bir enkesiti
genel hatlariyla gösterilmektedir. Bir örnekte, Sekil 2”de gösterilen
hibrid köpük (20), örnegin bir süperkapasitör içerisinde bir elektrot
olarak kullanilabilir. Hibrid köpük (20); bir gözenekli metal substrat
(22), en az bir grafeii katmani (24), çok sayida karbon nanotüp (30),
ve çok sayida MnOz nanotel içerebilir. Hibrid köpük (20) büyük
ölçüde baglayicisiz olabilir.
Bir örnekte, gözenekli metal substrat (22); bakirin,
alüminyumun, inkonelin ve nikelin en az birini içerebilir. Bir örnekte,
gözenekli metal substrat (22), Sekil 1”de gösterilen gözenekli metal
substrata (12) iliskin olarak burada tarif edilen boyutlara sahip
olabilir.
Gözenekli metal substrat (22), en az bir grafen katmani (24)
içerebilir. Sekil l”e iliskin olarak burada degerlendirildigi üzere,
grafen katmani (24), gözenekli metal substratin (22) bir yüzeyinde
(26) çökeltilebilir. Bir örnekte, en az bir grafen katmani (14), Sekil
l°de yer alan en az bir grafen katinanina (14) iliskin olarak burada
tarif edildigi sekliyle bir dizi grafen katmani içerebilir.
Hibrid köpük (20), çok sayida karbon nanotüp (30)
içerebilir. Çok sayida karbon nanotüp (30), grafen katmaninin (24) bir
üst yüzeyinde (28) üretilebilir. Çok sayida karbon nanotüp (30); tek
duyarli, çift duvarli, veya çok duvarli karbon bir karbon nanotüpten en
az birini içerebilir. Çok sayida karbon nanotüp (30), Sekil 1”de yer
alan çok sayida karbon nanotübe (16) iliskin olarak burada tarif
edildigi üzere bir ortalama yükseklige (38), dis çapa (40), iç çapa ve
cidar kalinligina (44) sahip olabilir.
Bir örnekte, hibrid köpük (20); çok sayida karbon
nanotübün (16) en az bir yüzeyinde (8) ve en az bir grafen katmaninin
(14) yüzeyinde (`15) çökeltimis çok sayida MnOZ nanotel (32)
içerebilir. Sekil 2”de gösterildigi gibi, Mn02 nanoteller (32), en az bir
grafen katinaninin (24) bir yüzeyinde (28) çökeltilir. Burada tarif
edildigi sekliyle, çok sayida MnOZ nanotel (32), burada tarif edildigi
sekilde sentezlenebilir. Çok sayida MnOZ nanotel (32), yaklasik 5 nm
ila yaklasik 1000 nm araliginda olan bir bir çap degerine (36) sahip
olabilir. Bir örnekte, çap (36), yaklasik 15 nm ila yaklasik 30 nm
araliginda, 'Örnegin 20 nm olabilir.
Sekil 2”de, çökeltilmis olan çok sayida MnOz nanotel (32)
gösterilmektedir, ancak diger MnOZ nanoyapilar da kullanilabilir.
Örnegin, MnOZ nanoparçaciklar, nanoküreler ve nanoplaklar
çökeltilebilir.
Bir örnekte, hibrid köpük (20), yaklasik 0,0005 gram ila
yaklasik 0,1 gram arasinda bir yükleme kütlesine sahip olabilir.
Yükleme kütlesi, art yüklenmis bir gözenekli metal substratin kütlesi
ile ön yüklenmis bir gözenekli metal substratin kütlesi arasindaki bir
fark ile tayin edilebilir. Art yüklenmis gözenekli metal substrat;
gözenekli metal substrat (22), en az bir grafen katmani (24), çok
sayida karbon nanotüp (30), ve çok sayida Mn02 nanotel içerebilir.
Burada degerlendirildigi üzere, hibrid köpük (20), örnegin
bir süperkapasitör içerisinde bir elektrot olarak kullanilabilir. Mevcut
bulusun konusu olan hibrid köpük (20), diger elektrotlara göre ve
bilhassa önceki süperkapasitörlere, pillere ve yakit hücrelerine göre
birçok avantaj saglayabilir.
Sekil 3, bir hibrid köpük, örnegin hibrid köpük (10, 20)
içeren bir süperkapasitörün (50) bir enkesitini genel hatlariyla
göstermektedir. Süperkapasitör (50); bir birinci elektrot (52), bir ikinci
elektrot (56), bir elektrolit (54) ve bir seperatör (58) içerebilir. Birinci
elektrot (52) ve ikinci elektrot (56), Sekil l”de gösterildigi gibi olan
hibrid köpükten (10) veya Sekil 2°de gösterildigi gibi olan köpükten
(20) biri olabilir. Yani, birinci ve ikinci elektrotlardan (52, 56) her biri
Sekil 1”de gösterildigi gibi olan hibrid köpüktür (10), ya da birinci ve
ikinci elektrotlardan (52, 56) her biri, Sekil 2,de gösterildigi gibi olan
hibrid köpüktür (20).
Bir örnekte, birinci elektrot (52) ve ikinci elektrot (56);
gözenekli metal substrat (12), gözenekli metal substratin (12) en az bir
yüzeyinde (13) çökeltilmis en az bir grafen katmani (14), en az bir
grafen katmaninin (14) yüzeyi (15) üzerinde üretilmis çok sayida
karbon nanotüp (16), ve en az bir grafen katmaninin (14) en az bir
yüzeyinde (15) ve çok sayida karbon nanotübün (16) yüzeyinde (8)
çökeltilmis olan çok sayida Rqu nanoparçacik (örn. Rqu
nanOparçaciklar (18) içerebilir.
Baska bir örnekte, birinci elektrot (52) ve ikinci elektrot
(56); gözenekli metal substrat (22), gözenekli metal substratin (22) en
az bir yüzeyinde (26) çökeltilmis en az bir grafen katmani (24), en az
bir grafen katmaninin (24) yüzeyi (28) üzerinde üretilmis çok sayida
karbon nanotüp (30), ve en az bir grafen katmaninin (24) bir
yüzeyinde (28) ve çok sayida karbon nanotüpün (30) en az bir
yüzeyinde çökeltilmis olan çok sayida MnOz nanoyapi (örn. MnOZ
nanoteller (32) içerebilir.
Sekiller 1”e ve 2”ye iliskin olarak burada degerlendirildigi
üzere, gözenekli metal substrat (12, 22); bakirin, alüminyumun,
inkonelin ve nikelin en az birini içerebilir. Bir örnekte, gözenekli
metal substrat (12, 22), üç boyutlu bir gözenekli nikel köpük olabilir.
Bir örnekte, en az bir grafen katmani (14, 24) yirmi veya daha az
grafen katmani içerebilir. Bir örnekte, en az bir grafen katmani (14,
24), üç veya daha az grafen katmani içerebilir. Buna ilave olarak,
birinci elektrot (52) ve ikinci elektrot (56) bir baglayici içermez.
Bir örnekte, elektrolit (54), lityum sülfat olabilir. Ancak, bir
süperkapasitör içerisinde kullanima uygun diger elektrolitler de
kullanilabilir. Örnegin, elektrolit (54) olarak sodyum sülfat, potasyum
hidroksit ve potasyum sülfat kullanilabilir. Seperat'or (58); polietilen
(PE) membran, polipropilen (PP) membran, anodik alüminyum oksit
(AAO) kalibi, blok ko-polimeri (BCP) ve filtre kagidi gibi bir
gözenekli membran içerebilir. Bir kapasitör pil içerisinde kullanima
uygun diger gözenekli membranlar da kullanilabilir.
Hibrid köpüklerden (10, 20) birini ihtiva eden
süperkapasitör (50), önceki süperkapasitörlere, pillere ve yakit
hücrelerine göre avantajlar saglayabilir. Süperkapasit'orün (50) hibrid
köpük (10) içerdigi bir Örnekte, süperkapasitör; önceki
süperkapasitörlerin çalisma gerilimi araligi olan 1,0 V”tan daha
yüksek olan 1.5, voltluk (V) bir çalisma gerilimi araligi içerisinde
tersine çevrimlenebilir. Bir süperkapasit'orün (hibrid köpük (10)
içeren) sahip oldugu daha yüksek çalisma gerilimi araligi, enerji
yogunlugunda, güç yogunlugunda ve yük çevrim kararliliginda bir
artis saglayabilir. Örnegin hibrid köpük, gram basina (502,78) faradlik
(F g") bir daha yüksek sigaya ve santimetre kare basina 1,1 1 faradlik
bir alan sigasina (F cm'z) sahip olan bir süperkapasitör saglayabilir.
Daha yüksek siga, enerji yogunlugunu arttirabilir. Örnegin hibrid
köpük (10), kilogram basina 157,12 waat saat'lik (Wh kg`1) bir enerji
yogunluguna sahip olan bir süperkapasitör saglayabilir ve birim alan
enerjili bir hibrid köpük (10), kilogram basina 512 kilovvatt saatlik bir
güç yogunluguna (kWh kg'i) ve santimetre kare basina 0,563 kilowatt
saatlik bir birim alan güç yogunluguna (kWh cm"2) sahip bir
süperkapasitör saglayabilir. Burada degerlendirildigi üzere, hibrid
köpük (10), 8100 çevrim genelinde yaklasik yüzde (%) 106”lik siga
kaliciligi olarak bir yük çevrim kararliligina sahip olan bir
süperkapasitör saglayabilir.
Süperkapasitörün (50) hibrid köpük (20) içerdigi bir
örnekte, süperkapasitör; önceki süperkapasitörlerin çalisma gerilimi
araligi olan 1,0 V”tan daha yüksek olan 1,6 V”luk bir çalisma gerilimi
araligi içerisinde tersine çevrimlenebilir. Süperkapasitörün (50)
(hibrid köpük (20) içeren) sahip oldugu daha yüksek çalisma gerilimi
araligi, enerji yogunluguiida, güç yogunlugunda ve yük çevrim
kararliliginda bir artis saglayabilir. Örnegin hibrid köpük (20), daha
yüksek bir sigaya, örnegin 1 101,65 F g`1”lik bir özgül sigaya sahip bir
süperkapasitör saglayabilir. Daha yüksek siga, enerji yogunlugunu
arttirabilir. Bir örnekte hibrid köpük (20), 391,7 Wh kg"l”lik bir enerji
yogunluguna sahip bir süperkapasitör saglayabilir. Bir örnekte hibrid
köpük (20), 799,84 kWh kg'1”1ik bir güç yogunluguna sahip bir
süperkapasitör saglayabilir. Burada degerlendirildigi üzere,
süperkapasitör (50), 1300 çevrim genelinde yaklasik yüzde (%)
100”lük siga kaliciligi olarak bir yük çevrim kararliligina sahip olan
bir hibrid köpük (20) saglayabilir.
Sekil 4°te, bir hibrid köpük (10) olusturma yönteminin
(100) bir akis semasi genel hatlariyla gösterilmektedir. Burada
degerlendirildigi üzere, hibrid köpük (10); bir hibrid köpük
olusturacak sekilde en az bir grafen katmaninin bir gözenekli metal
substratin yüzeyi üzerinde üretilmesi, en az bir grafen katmaninin bir
yüzeyi üzerinde çok sayida karbon nanotübün üretilmesi, ve çok
sayida metal oksit nanoyapinin kaplanmis gözenekli metal substratin
bir yüzeyinde çökeltilmesi yoluyla olusturulabilir.
Bir örnekte, yöntem (100), adim 102”de, kimyasal buharli
çökeltim prosesi uygulanarak, bir gözenekli inetal substratin bir
yüzeyi üzerinde en az bir grafen katinaninin üretilmesini içerebilir.
Örnegin, Sekil 1'de gösterildigi üzere, en az bir grafen katmani (14),
gözenekli inetal substratin (12) bir yüzeyi (13) üzerinde üretilebilir.
Bir örnekte, yöntem (100), iletken substratin yüzeyinde üçten az
grafen katinaninin olusturulmasini içerebilir. Bir örnekte, gözenekli
metal substratin yüzeyinde yirmi veya daha az sayida grafen katmani
olusturulabilir.
Bir örnekte, yöiitem (100), adim 104,16, bir kaplanmis
gözenekli metal substrat olusturacak sekilde, kiinyasal buharli
çökeltim prosesi uygulanarak, gözenekli metal substratin bir yüzeyi
üzerinde çok sayida karbon nanotübün üretilmesini içerebilir. Burada
kullanildigi sekliyle “kaplanmis gözenekli metal substrat” teriini ile,
en az bir grafen katmanina ve çok sayida karbon nanotübe sahip olan
bir gözenekli metal substrat kastedilmektedir. Örnegin, çok sayida
karbon nanotüp (16), grafen katmaninin (14) bir üst yüzeyinde (15)
üretilebilir.
Bir örnekte, en az bir grafen katmaninin ve çok sayida
karbon nanotübün üretilmesi, kimyasal buharli çökeltim prosesiyle
ayni anda gerçeklestirilebilir. Örnegin, gözenekli metal substrat bir
oda içerisine yerlestirilebilir, burada oda ortam basincina ve bir argon
ve hidrojen gazi atmosferine sahiptir. Bir örnekte, yöntem (100),
yüzeyi temizlemek amaciyla gözenekli metal yüzeye bir reaktif iyonlu
daglama plazmasinin uygulanmasini içerebilir. Bir ömtek, yöntem
(100), gözenekli metal substratin yüzeyinde katalizör parçaciklarinin
çökeltilmesini içerebilir. Bir örnekte, katalizör parçaciklari demirden
(Fe), nikelden (Ni), kobalttan (C0) ve silikondan (Si) seçilebilir. Bir
örnekte, katalizör parçaciklari, çok sayida demir parçacigi içerir.
Katalizör parçaciklari, yaklasik 1 nm ila yaklasik 5 nm araligi
içerisinde bir ortalama çapa sahip olabilir. Yöntem (100), katalizör
parçaciklarinin elektron isinli buharlastirma yöntemiyle çökeltilmesini
içerebilir. Yöntem (100), katalizör parçaciklarinin, gözenekli metal
substratin yüzeyinde selektif olarak biçiinlendirilmesini içerebilir.
Yöntem (100), katalizör parçaciklarini içeren gözenekli metal
substratin, yaklasik 500 santigrat derece (OC) ila yaklasik 900°C
arasindaki bir sicakliga kadar isitilmasini içerebilir. Gözenekli inetal
substrat isitildiktan sonra, kaba, ayni anda en az bir grafen katmani ve
çok sayida karbon nanotüp üretmek amaciyla bir hidrokarbon (etilen
(C2H4)/asetilen (C2H2)) ve hidrojen (Hz) karisimi uygulanabilir. Bir
örnekte, baska hidrokarbon karisimlari kullanilabilir. Örnegin, bir
asetilen, etilen, metan ve hidrojen kombinasyonu kullanilabilir.
Bir örnekte, yöntem (100), adim 106”da, bir hibrid köpük
olusturacak sekilde çok sayida metal oksit nanoyapinin kaplanmis
gözenekli metal substratin bir yüzeyinde çökeltilinesini içerebilir.
Örnegin, çok sayida metal oksit nanoyapi, çok sayida karbon
nanotübün en az bir yüzeyinde ve en az bir grafen katinaninin
yüzeyinde çökeltilebilir. Bir örnekte, çok sayida inetal oksit
nanoyapinin çökeltilmesi, kaplanmis gözenekli metal substratin, çok
sayida metal oksit nanoyapi ve deiyonize su veya etanol içeren bir
çözeltiye daldirilmasini (örn. daldirinali kaplama) içerebilir. Bir
örnekte, çok sayida metal oksit nanoyapi, çok sayida RuO;
nanoparçaciktan ve çok sayida MnOz nanotelden seçilebilir. Burada
degerlendirildigi üzere, diger RuO; ve MnOz nanoyapilar da
kullanilabilir.
Bir örnekte, kaplanmis gözenekli metal substrat, çözeltiye
daldirilmadan önce, yöntem (100), kaplanmis gözenekli metal
substratin belli bir süre, örnegin 60 saniye boyunca ultraviyole
isinlariyla üretilmis ozon ile islenmesini içerebilir. Kaplanmis
gözenekli metal substratin ultraviyole isinlari ile üretilmis ozon ile
islenmesi, kaplanmis gözenekli metal substratin yüzeyinin islanma
kalitesini gelistirebilir.
Bir örnekte, yöntem (100), bir birinci süre boyunca bir
birinci sicaklikta hibrid köpügün kurutulmasmi, ve bir ikinci süre
boyunca bir ikinci sicaklikta hibrid köpügün tavlanmasini içerebilir.
Örnegin, hibrid köpük 2 saat boyunca 110°C”de kurutulabilir ve
hibrid köpük 6 saat boyunca 150°C°de tavlanabilir. Kurutma ve
tavlama islemleri için diger sicakliklar ve süreler kullanilabilir.
Tavlama islemi, tane büyüklügünü arttirabilir ve köpük içerisindeki
artik gerilimi tahliye edebilir.
Örnekler
Asagidaki örnekler, mevcut bulusun kapsainini
siiiirlaiidirmaksizin açiklama amaciyla verilmistir.
RUTENYUM (IV) NANOPARCACIKLAR IÇEREN
HIBRID KOPUK
Hidroz Rutenyum (IV) Oksit Parcaciklarm Olusturulmasi
Sodyum hidroksit çözeltisi (l mol (M)), bir karisim halinde
çözelti elde edecek ve pH degeri 7 olarak dengelenecek sekilde, bir
mikro sivi sistemiyle dakika basina 0,5 santimetre küp (cm3 min`1)
hizinda 100 ml rutenyum (111) klorüre (0,1 M; tedarikçi: Sigma
Aldrich, ABD) yavasça enjekte edilir. Kimyasal reaksiyon su
sekildedir: RuCL3 + 3NaOH = Ru(OH)3 + 3NaCl. Karisim halindeki
çözelti 12 saat boyunca karistirilir. Karistirina sonrasinda, karisim
halindeki çözelti, istenmeyen artik plaklari (sodyum klorür)
uzaklastirmak amaciyla santrifüjlenir ve birkaç kez deiyonize su ile
yikanir. Rqu nanoparçaciklar 12 saat boyunca 120°C°de kurutulur.
Ru02 nanoparçaciklar, bir çamur olusturacak sekilde, deiyonize su.
içerisinde disperse edilir. Çamura bir ultrasonik islem uygulanarak bir
jel benzeri homojen süspansiyon elde edilir (mililetre basina yaklasik
miligram (mg m1")) ve elde edilen süspansiyon sürekli karistirilir.
Sekil 8°e dayali olarak; Sekil 8°de Rqu nanoparçaciklar
gösterilmektedir. Sekilde görüldügü gibi, Rqu parçaciklar yaklasik
1-2 nmslik bir kristal boyutuna sahiptir. Sekil 9”da, Ru02
nanoparçaciklarin bir enerji daginimli X-isini spektroskopisi (EDS)
gösterilmektedir. EDS, reaksiyon prekürsöründen gelen minör
miktarlarda sodyum (Na) ile birlikte ana bilesenler olarak rutenyum
(Ru) ve oksijen (O) varligini göstermektedir. Transmisyon elektron
mikroskopisi (TEM) destek haritasindan Bakir (Cu) ve Kalsiyum (C)
pikleri elde edilir.
Rutenyum Oksit Kenetli Grafen ve Karbon Nanotüp içeren
Hibrid Köpük (“Hibrid Köpük”) Olusturulmasi
0,5 milimetrelik (mm) bir kalinliga sahip bir üç boyutlu
nikel köpügün (örn. gözenekli inetal substrat) bir yüzeyine reaktif
iyonlu daglama plazmasi uygulanir. Elektron isinli buharlastirma
yöntemiyle, üç boyutlu nikel köpügün yüzeyinde demir
parçaciklarinin (örn. katalizör parçaciklari) ince bir katmani çökeltilir.
Bir kaplanmis gözenekli inetal substrat olusturacak sekilde, gözenekli
metal substratin yüzeyi üzerinde en az bir grafen katmani ve çok
sayida karbon nanotüp olusturulur. Bir hidrokarbon (etilen
(C2H4)/asetilen (C2H2)) ve hidrojen (Hz) karisimi kullanilarak, 750
santigrat derecede kimyasal buharli buharlastirma yoluyla en az bir
grafen katmani ve çok sayida karbon nanotüp üretilir. Bir hibrid
köpük olusturmak amaciyla, kaplanmis gözenekli metal substrat,
hidroz Ru02 nanoparçaciklar ve deiyonize su içeren çamura
daldirilarak RuOZ nanoparçaciklar çok sayida karbon nanotübün
yüzeyinde çökeltilir. Ru02 nanoparçaciklar ve kaplanmis gözenekli
metal substrat, yüzeylerinde hidrofilik gruplarin çoklugundan ötürü
yakin enterfazlar sergiler. Rutenyum (IV) oksit nanoparçaciklar
çökeltilir ve hibrid köpük 1 saat boyunca llO°C”de kurutulur, ve 6
saat boyunca vakum altinda 150°C”de tavlanir.
Sekil 5, bir kapli gözenekli metal substratin bir SEM
görüntüsünü göstermektedir. Yani, en az bir grafen katmani ve çok
sayida karbon nanotüp içeren bir üç boyutlu nikel köpük. Sekiller 6 ve
7, farkli yükleme kütlelerine sahip hibrid köpüklerin SEM
görüntülerini göstermektedir. Örnegin, Sekil 6“da yer alan hibrid
köpük, Sekil 75de yer alan hibrid köpügün yükleme kütlesinden daha
düsük bir yükleine kütlesine sahiptir.
Örnek 1: Rutenvum (IV) Oksit Nanoparçaciklara sahip
Hibrid Köpük iceren Süperkapasitör Olusturulmas1
Burada tarif edildigi sekilde, Rqu nanoparçaciklar içeren
iki simetrik dikdörtgen sekilli hibrid köpük üretildi. Bir gözenekli
seperatör (Celgard 3501; tedarikçi: Celgard) ile iki hibrid köpük
birbirinden ayrildi. Elektrolit olarak lityum sülfat (2 mol) kullanildi.
Karsilastirma Örnegi 1
Karsilastirma Örnegi 1, solvent olarak N-Metil-Z-Pirrolidon
(NMP) içerisinde agirlikça yüzde 2 poliviiiiliden florür (PVDF)
baglayici ile Rqu parçaciklar karistirilarak hazirlanir.
Karsilastirma Örnegi 2
Karsilastirma Örnegi 2, Ru02 parçaciklar içermeden bir üç
boyutlu nikel köpük üzerinde en az bir grafen katmani ve çok sayida
karbon nanotüp üretilerek hazirlanir`
Örnek 1”in Çevrimsel Voltametri (CV) Ölçümleri
Sigayi ve kullanilabilir gerilim araligini tahmin etmek
amaciyla, litwm sülfat (2 M) içerisinde saniyede 10 milivolt (mV san`
1) ve 200 mV san`l arasindaki tarama hizlarinda Örnek l”de yer alan
çevrimse] voltametri (CV) ölçümleri yapildi.
Sekil 10, 50 mV san"°lik bir tarama oraniyla, Öriiek 1 için
farkli potansiyel araliklari genelinde bir çevrimsel voltametri grafigini
göstermektedir. Sekil 10°da görüldügü gibi, potansiyel sinirlarin 1,0
V°tan 1,8 V°a yükselmesiyle birlikte, yüzey-redoks prosesine daha
fazla RuOZ parçacik katilmaktadir. Gerilim araligi 1,8 V”u asacak
sekilde arttirildiginda, tersinir yük miktarinda bir artis
gözlemlenmektedir, bu durum, sulu elektrolitin hidrojen veya oksijen
evrimi ile bozunmasmi öne sürmektedir. Ancak, Sekil 10°da
görüldügü gibi, 1,5V'ta veya altinda anodik akimda herhangi bir
anlamli artis olmamaktadir. Bu nedenle, Ornek 1°de yer alan
süperkapasitör, suyun 1,23 V”ta bozunmasindan ötürü termodinamik
olarak 1,0 V”luk bir çalisma gerilimi araligiyla sinirli olan, 1,0 V”luk
bir çalisma gerilimi araligina sahip sulu elektrolit süperkapasitörlerin
çogunlugundan yüksek olan 1,5 V”1uk bir çalisma gerilimi araligi
saglayabilir. Teorik bir sinirlama olmamak kaydiyla, çalisma gerilimi
araligindaki artisin, kismen hibrid köpügün elektrokimyasal
kararliliginin artmasi ile iliskili oldugu düsünülmektedir.
Sekil 11, Ornek 1 için bir çevrimsel voltametri grafigini
göstermektedir. Çevrimsel voltametri grafigi 10 mV san`1°1ik, 20 mV
san"”1ik, 50 mV san"”1ik, 100 mV san`]”1ik tarama hizlarini
göstermektedir. Sekil 11, 1,5 V”luk bir çalisma gerilimi araliginda
Ornek 1”in dikdörtgene yakin CV özelliklerini göstermektedir. Tüm
tarama hizlari için dikdörtgene yakin sekil ile oksidasyon ve
redüksiyon piklerinin olmadigi gözlenmektedir, bu durum, Ornek 1”de
yer alan süperkapasitörün küçük esdeger seri dirence, yüksek hizli
islenebilme özelligine ve mükemmel elektrokimyasal performansa
sahip olabildigini ortaya koymaktadir. Ayrica, CV egrilerinin ikiz
görüntüye yakin sekli, siradisi tersinirlige sahip bir hizli yüzey
reaksiyonuna isaret etmektedir. Tüm tarama hizlarinin özdese yakin
özgül siga özellikleri, Ornek 1”te yer alan süperkapasitörün proses
kararliligina, tekrarlanabilirligine ve daha yüksek performansina isaret
etmistir.
Ornek 1”in Kronopotansivometri (Sari-Desari) Olçümleri
Ornek 1”de yer alan süperkapasit'orün elektrokimyasal
performansini daha ileri degerlendirmek amaciyla, 1,5 V°luk bir
çalisma gerilimi araliginda kronopotansiyometri ölçümleri yapildi.
Sekil 12”de, Ornek 1”in, farkli akim yogunluklarinda sarj-desarj
egrileri, Örnek 1 için bir hizli akim-gerilim yanitina (l-V) sahip bir
mükemmel kapasitif performans ortaya koymaktadir.
Ornek 1°in Özgül Sigasi
Özgül siga (CS) degerleri, Sekil 12”de yer alan sarj-desarj
egrileri kullanilarak, denklem (l) CS = 2i/m(dV/dt) ile hesaplandi, bu.
denklemde in, bir elektrodun (örn. hibrid köpük) karbon kütlesidir, i,
desarj akiinidir ve dV/dt, desarj egrisinin egimidir. Sekil 13”te,
santimetre kare basina 200 miliamper (mA cmâ) altindaki farkli akim
yogunluklarinda, Ornek 1”in 'Özgül sigasi ve alan basina düsen sigasi
gösterilmektedir. 1 mA cm`2”lik bir akim yogunlugunda ayni anda
sigasi elde edildi.
Örnek 1 ”in ve Karsilastirma Örnegi 1 ”in Çevrim Kararliligi
96 niA cmi2”lik akim yogunlugunda, Örnek 1 (Gerilim
araligi 1,5 V) ve Karsilastirma Örnegi 1 (Gerilim araligi 1,0 V) için
bir dizi sarj-desarj çevrimi gerçeklestirildi. Sekil 14, Örnek 1”in ve
Karsilastirma Ornegi l”in çevrim kararliligini göstermektedir. Sekil
l4”te görüldügü gibi, 8100 çevrimden sonra Örnek 1, nispeten sabit
bir siga muhafaza etmistir. Ornek l°in siga kaliciligi, hafif bir artisla
yaklasik yüzde 106”ya çikmistir. Teorik bir sinirlama olmamak
kaydiyla, sigada gözlemlenen hafif artisin kismen, çevrim esnasinda
aktif maddelerin elektrokimyasal aktivasyonu ile iliskili oldugu
düsünülmektedir. Buna ilave olarak sigadaki hafif artis ayni zamanda,
reaksiyon süresindeki artisla birlikte hibrid köpük ile elektrolit
arasindaki enterfaz bölgesindeki artis ile de iliskili olabilir. Bu kendi
kendini güçlendirici etki ayni zamanda uzun çalisma vadesinde (örn.
1000 çevrim üzeri) süperkapasitörün stabilize edilmesine yardimci
olabilir. Ornek 1”in aksine Karsilastirma Örnegi 1°de, siga yaklasik
yüzde 72,3”e düsmüstür.
Ornek l9in Potansivostatik Elektrokimvasal Empedans
Spektroskopisi Olçümleri.
Ornek l'e ait süperkapasitörün performansini daha ileri
düzeyde karakterize etmek amaciyla, Ornek l üzerinde
potansiyostatik elektrokimyasal empedans spektrokopisi (EIS)
ölçümleri yapildi.
EIS grafiklerinin yerlestirilmesi için kullanilan Randle
modeli esdeger devresi Sekil 16”da gösterilmektedir. Sekil 16”da
görüldügü gibi, R,, esdeger seri dirençtir (ESR), RCT, elektrot-
elektrolit (örn. hibrid köpüklü elektrolit) direncidir, RL, sizdirinazlik
mukavemetidir, CPEDL, çift katmanli sabit faz elemanidir (CPE), Wo,
Warburg elemanidir, ve CPEL, kütle sigasidir. Tüm devre elemanlari
için yerlestirilmis olan veriler Tablo Pda yer almaktadir.
Ornek 1 Rs RCT CPEDL Wo CPEL RL
Çevrim
HDL : 0,65 WQR:0,5 HL: 0,83
Sekil 15, Ornek 1 için potansiyostatik elektrokimyasal
empedans spektroskopisi ölçümlerini gösteren bir grafiktir. EIS
grafiklerinin hazirlanmasi için kullanilan esdeger devre Sekil 16”da
gösterilmektedir. Sekil 15 ”te görüldügü gibi, birinci çevrimden ve
8100. çevrimden her biri lineere ve dikeye yakin özellikler
göstermektedir. Mutlak ideallikten bir miktar sapma belirgin olarak
görülmektedir, ancak bu durum, gözenekli matrisin gözenek
boyutunun genis bir aralikta degismesine bagli olarak frekans
dagiliminin bir sonucu olabilir. Her iki spektrum, yaklasik 1,5
ohm”luk (Q) düsük bir ESR degerine sahiptir, bu da, Ornek 1”in bir
elektromekanik çevrim kararliligina sahip oldugunu ortaya
koymaktadir. 8100 çevrimden sonra ESR degerinin 1,7 Q“den 1,52
Q“e düsmesi, çevrim esnasinda aktif maddelerin elektrokimyasal
aktivasyonuna bagli olarak elektrotlarin iç direncinde meydana gelen
bir azalmaya karsilik gelebilir.
Yük transferi direnci (RCT), elektrot-elektrolit enterfazindaki
(öm. hibrid köpük-elektrolit enterfazi) redoks indirgemelerinin hizini
karakterize eder. Yük transferi direnci, elektrot-elektrolit enterfazi
içerisinde gerçeklesen iyon tasinmasinin hizini belirleyebilir. Yük
çevrimi performansinin artmasinda rolü oldugu degerlendirilebilecek
olan diger bir faktör, rutenyum (IV) oksit/karbon nanotüp ag tabakasi
ile akim kollektörü (örn. gözenekli metal substrat) arasindaki yük
transferini kolaylastiran en az bir grafen katmanidir. Buna ilave
olarak, nispeten küçük yük transferi direnci, elektrot-elektrolit
enterfazinda daha büyük bir kontak alani ile iliskilendirilebilir. Bu
nedenle, iyon transferi ve yük transferi iyilestirilebilir. Sabit faz
elemani (CPE), iyoii ve/veya elektron yüklerinin ayrimiiidan ötürü
katilar ve iyonik çözeltiler arasindaki enterfazlarda meydana gelen
çiftli katmani temsil eder. Tablo Fde görüldügü üzere, CPEDL, yük
çevrimiyle birlikte artar. Bunun nedeni, süperkapasitör tekrarli olarak
çevrimlendikçe daha fazla maddenin aktive olmasi ve buna bagli
olarak yüzey alaninda artis olmasidir. Bu durum ayni zamanda, 8100
çevrimden sonra yük transferi direncinde meydana gelen düsüs ile de
desteklenmektedir. 8100 çevrim sonrasinda çiftli katman sigasi
yaklasik yüzde 1000 oraninda artarken, yük transferi direnci yaklasik
yüzde 80 oraninda azalmistir. Warburg elemani (WG), ara frekans
bölgesinde iyonlarin gözenekli elektroda difüzyonunu temsil eder.
Warburg bölgesinin egimi, çiftli elektrik katmanin olusma hizim
belirler. Sizdirmazlik mukavemeti (RL), CPEL ile paralel olarak
degerlendirilir. CPEL, gerilimden bagimsiz Faradaik yük transferi
prosesleri ile ortaya çikan psödo-sigayi belirtir. Çevrim öncesinde ve
sonrasinda, Ornek 1 için psödo-sigada anlamli bir degisim
gözlenmemektedir.
Sekil 17, birinci çevrim sonrasi Ornek 1 için olan deney ve
model EIS ölçümlerini göstermektedir. Deneysel EIS ölçümleri,
ölçülen elektrokimyasal empedans spektrumlardir ve model 1318
ölçümleri, esdeger devre hazirlanarak elde edilir. Sekil l8”de, 8100.
çevrim sonrasi Örnek 1 için olan deney ve model EIS ölçümleri
gösterilmektedir.
Burada degerlendirildigi üzere, Randle modeli esdeger
devresi Sekil 16”da gösterilmektedir. Sekil 17”de, 1. çevrimden sonra
RGM için kompleks empedansa iliskin deneysel ve modellenmis
Nyquist grafikleri gösterilmektedir. Sekil 18°de, 1. çevrimde ve 8100.
çevrim sonrasinda RGM için kompleks empendasa iliskin deneysel ve
modellenmis Nyquist grafikleri gösterilmektedir.
Sekil 19, birinci çevrimde ve 8100. çevrim sonrasinda,
Örnek 1 için, frekansa göre degisen normalize edilmis reel sigayi
göstermektedir. Sekil 20, birinci çevrimde ve 8100. çevrim
sonrasinda, Örnek 1 için, frekansa göre degisen normalize edilmis
sanal sigayi göstermektedir. Örnek 1 için, 8100 çevrimden sonra,
Örnek 1”e göre birinci çevrimde daha yüksek bir kapasitif ve daha
düsük bir rezistif davranis gösterdigi gözleinlenebilir. 8100 çevrimden
sonra Örnek 1, birinci çevrimdekine göre daha hizli bir dielektrik
gevseme süresi göstermektedir. Bu nedenle, Örnek 1 için çevrim
sayisinin artmasiyla birlikte iyon difüzyonu daha da hizlaninaktadir.
Sekil 21; Örnek 1, Karsilastirma Örnegi 1 ve Karsilastirma
Örnegi 2 için EIS grafigini göstermektedir. Sekil 22; Örnek 1,
Karsilastirma Örnegi 1 ve Karsilastirma Örnegi 2 için yüksek frekans
bölgesi ElS grafiklerini göstermektedir. Sekil 22”de görüldügü gibi,
RuÖz nanoparçaciklarin uygulanmasi (Örnek 1), ESR°de 1,253 Q“den
1,7 Q“ye kadar olan hafif bir artis meydana getirmistir. Karsilastirma
Ornegi 2”ye kiyasla (, Ornek 1'de çok daha düsük bir
ESR elde edilmektedir (1,7 0). Yaklasik %45”lik bir azalma.
Ornek l'in Ragon Grafigi
Sekil 23, Örnek l”in enerji yogunluklari ve güç
yogunluklari ile ilgili bir Ragon grafigini göstermektedir.
Burada degerlendirildigi üzere, burada tarif edilen yöntem,
lityuin iyon pillerde kullanilabilen hibrid nanoyapilarin olusturulmasi
için bir baglayici içermeyen teknik saglayabilir. Mevcut bulusun
konusu olan hibrid nanoyapi, 900 mAh g-1°1ik bir tersinir kapasiteye
sahip olabilir, bu deger, dikey olarak hizalanmis karbon nanotüpler
içeren diger grafitli sistemlerden daha yüksektir. Mevcut bulusun
konusu olan hibrid iianoyapi, yüksek bir yük çevrim kararliligi
göstermistir. Örnegin, hibrid nanoyapi, bir yandan sarj-desarj
çevrimleri sonrasi gözenekli ag yapisini muhafaza ederken, diger
yandan 250 çevrim boyunca yaklasik %100 Coulomb verimine sahip
olacak sekilde, yaklasik %9971uk kapasite kaliciligi sergilemistir.
Özet olarak, grafen/karbon nanotüp köpük yapisinin ortam
basinçli kimyasal buharli çökeltimi ve Rqu nanoparçaciklarin basit
banyolu çökeltimi ile hazirlanmis olan bir hibrid köpük ortaya
konmustur. Bu elektrot hazirlama yöntemi, yüksek enerjili-yogunluklu
süperkapasitör uygulamalari için pratik, ölçeklenebilir ve düsük
maliyetli bir yaklasim sunar. Iki adimli proses basarili bir sekilde,
karbon nanotüpler ile Rqu nanoparçaciklar arasinda birbirine
dolaninis bir ag meydana getirecek sekilde grafen/karbon nanotüp
omurgasi üzerine Rqu nanoparçaciklarin koruyucu kaplamasinin
yapilmasini saglamaktadir. Metal oksit nanoyapilarin grafen/karbon
nanotüp köpük yapisi ile bu sekilde entegre edilmesi, ayni anda üstün
gravimetrik performans ve alan basina kapasitif performans
saglamistir (502,78 F g`] ”lik özgül siga ve 1,11 F cm`2°lik alan sigasi).
Siganin artmasi ve 1,5 V”luk genislemis çalisma gerilimi araligi,
enerji yogunlugu) ve güç yogunlugunu 512 kWh kg“ya (0,563 kWh
cm`2”lik alan basi güç yogunlugu) çikarabilmektedir. Ayrica, hibrid
köpük, 8100 çevrim genelinde yaklasik %106”lik siga kaliciligi olarak
bir yük çevrim kararliligi saglayabilmektedir. Elektrokimyasal
kararlilik, kapasitif performans ve hazirlama kolayligi, hibrid köpügün
eski süperkapasitörlere göre avantajli olabildigini göstermektedir.
MANGAN (IV) NANOTELLER IÇEREN HIBRID
Mangan (IV) Oksit Parçaciklarin Olusturulmasi
dakika boyunca, manyetik karistirma yapilarak potasyum
permanganat (KMnO4; 10 ml; 0,20M) inangan (ll) sülfat (MnSO4; 10
ml; 0,10M) ile karistirilarak bir si'JSpansiyon elde edildi. Çözelti daha
sonra 40 ml”lik Teflon kapli bir otoklava aktarildi ve 160 santigrat
dereceye isitildi. Alfa mangan (IV) oksit (0(-Mn02) nanot'upler (ayni
zamanda “MnOZ” olarak da ifade edilmektedir) içeren bir ürün
çözeltisi elde edildi. Bu MnOz nanoteller, birkaç kez deiyonize su ve
saf etanol ile yikanarak inorganik iyonlar ve diger safsizliklar
uzaklastirildi. Kimyasal reaksiyon su sekildedir:
Mangan (IV) Oksit nanotellerin X-isini Kirinim (XRD)
Olçümleri
XRD ölçümleri, MnOz nanotellerin fazini ve satligini teyit
etmek için gerçeklestirilir. Sekil 283den hareketle, Sekil 28, MnOZ
nanotellerin XRD paternini göstermektedir. XRD paterni, a=9,7847 A
ve c=2,8630 A ya da Ot-MnOZ ile es yapili olan kriptomelan
olarak indekslenebilir.
Hazirlanmis olan Alfa-Mangan (IV) Oksit nanotellerin
Transmisvon Elektron Mikroskobu Görüntüleri
MnOz nanotellerin yapisi ve bilesimi, 300 kV°luk bir artisli
geriliinde, bir EDAX enerji dagilim spektrometresi (EDS) ile teçhiz
edilmis bir CM ile daha
ileri olarak incelenir. Sekil 29, hazirlanmis olan Ot-Mn02 nanotellerin
TEM görüntüsünü göstermektedir. Sekil 29”da görüldügü gibi, MnOz
kristalleri, tel ekseni nonnali olan yaklasik 20 nm ila yaklasik 50 nm
arasinda ölçülere, ve yaklasik I am ila yaklasik 5 mm arasinda degisen
uzunluklara sahip bir nanotel morfolojisi göstermektedir.
Sekil 30, Ot-MnOZ nanotellerin yüksek çözünürlüklü TEM
örgü görüntüsünü göstermektedir. Alfa-Mn02 yapilari, c-eksenine dik
kesitler halinde kare tüneller olusturan çiftli ortak kenarli MnOÖ
oktahedrasi ile olusturulan bir tünel yapisina dayalidir, burada
tüneller, C-eksenine paralel olarak uzanir. Sekil 30”da, tünellerin
diyagonali boyunca olan bir görüntü yer almaktadir. Sekil 30”da, e-
ekseni normali olan sirasiyla 1,0 nm°lik ve 1,3 nm”lik ölçülere sahip
yigilma defektleri gösterilmektedir, bunlar, farkli sayida ortak kenarli
Mn06 oktahedrasi tarafindan olusturulan daha genis tüneller olarak
yorumlanabilir.
Tek bir M1102 nanotel üzerinde EDS analizi yapilarak
bilesimi ayrica teyit edildi. Sekil 32'de, hazirlanmis alfa-mangan (IV)
oksit nanotellerin EDS spektrumu gösterilmektedir. Sekil 323de,
kriptomelan ile 0(-Mn02 arasinda bir sinirli kati çözeltinin olusmasi
olarak yorumlanabileeegi üzere, az miktarlarda potasyum (K) ile
birlikte ana bilesenler olarak mangan (Mn) ve oksijen (O) varligi
gösterilmektedir. Bakir (Cu) ve kalsiyum (C) pikleri, TEM destek
haritasindan elde edilir.
Mangan (IV) Oksit Nanotellerin Seçili Alan Kirinim (SAD)
Paterni.
Hazirlanmis alfa-mangan (IV) oksit nanotellerin seçili alan
kiriniin (SAD) paterni tayin edilir. Sekil 31, bir tekli MnOz nanotelin
SAD paternini göstermektedir. Mn02 nanotel; tetragonal 0(-Mn02”nin
veya Ol-Mn02 ile es yapili olan kriptomelanin [IOl] bölge ekseni
olarak indekslenebilir.
Mangan (IV) Oksit Kenetli Grafen ve Karbon Nanotüp
içeren Hibrid Köpük ( “Hibrid Köpük”) Olusturulmasi
0,5 mm kalinliga sahip nikel köpük (örn. bir gözenekli
metal substrat); yüzeyin büyük ölçüde kirlilikten arinmis olmasini
saglamak, köpük içerisindeki artik gerilimi tahliye etmek, ortalama
tane boyutunu arttirmak ve ayni zamanda yüzeyi düzlestirmek için
temizlenir ve tavlanir. Bir reaktif iyon daglayici 02-plazmasi
uygulanir ve e-isinli buharlastirma islemiyle plazma ile islenen nikel
köpügün yüzeyinde 1-5 nm,lik Fe katalizörleri çökeltilir (Temescal,
BJD-1800). Hazirlanmis olan nikel köpük, bir Ar/Hz atmosferi
içerisinde ortam basinci altinda 750°C”ye isitilir, ve bir kaplanmis
gözenekli metal substrat elde etmek amaciyla, nikel köpük çerçevesi
üzerine senkronize halde grafen ve karbon nanotüp üremesini
tetiklemek ve sürdürmek için asetilen uygulanir. Ureme sonrasinda
kap, dakika basina 50 santigrat derecelik bir ortalama soguma hizinda
oda sicakligina (25 santigrat derece) sogutulur.
MnOz nanoparçaciklar, bir çamur olusturacak sekilde,
etanol içerisinde disperse edilir. Kaplaninis gözenekli metal substrat,
MnOz nanoteller içeren çamura daldirilir ve MnOz nanoteller içeren
bir hibrid köpük elde edecek sekilde, kaplanmis gözenekli substratin
yüzeyinde MnOz nanoteller çökeltilir. MnOz nanoteller çökeltildikten
sonra, hibrid köpük 1 saat boyunca llOOC,de kurutulur, ve 6 saat
boyunca vakum altinda ISOOC”de tavlanir.
Aktif maddenin yükleme kütlesi basit bir sekilde; zaman,
katalizör miktari ve karbon kaynagi konsantrasyonu ve ayni zamanda
MnOz çözelti banyosunun konsantrasyonu ve çökelim süresi dahil
olmak üzere CVD prosesinin çesitli üreme kosullari ile kontrol
edilebilir. Bu çalismada yükleme kütlesinin; en az bir grafen
katmaniiiin, çok sayida karbon nanoyapinin ve M1102 nanotellerin
toplam agirligi oldugunu, ve bu degerin, yükleme öncesinde ve
sonrasinda nikel köpügün agirligindaki degisim ölçülerek elde
edilebildigini dikkate almak önemlidir.
Islemden geçirilmemis nikel köpügün, kaplayici gözenekli
metal substratin ve hibrid köpügün yapisal ve morfolojik özellikleri
sirasiyla Sekiller 24-26°da yer alan SEM görüntüleri ile
gösterilmektedir. Sekil 24“te, islemden geçirilmemis nikel köpügün
bir SEM görüntüsü yer almaktadir, burada islemden geçirilmemis
nikel köpügün 20 um°lik bir ortalama tane boyutuna sahip oldugu.
lokal olarak oldukça temiz ve homojen morfolojisi gösterilmektedir.
Sekil 25, kaplanmis gözenekli metal substratin bir SEM görüntüsünü
göstermektedir. Yani, en az bir grafen katmani ve çok sayida karbon
nanotüp içeren nikel köpük. Sekil 25”te, oldukça büyük bir yüzey
alanina sahip yogun sekilde gruplanmis ve rasgele yönelimli karbon
nanotüplere sahip oldukça gözenekli kaplanmis gözenekli metal
substrat gösterilmektedir. Sekil 26, M1102 nanoteller içeren bir hibrid
köpügün bir SEM görüntüsünü göstermektedir. Sekil 267da görüldügü
gibi, MnOz nanoteller, kaplanmis gözenekli metal substratin yüzeyine
homojen ve yogun sekilde tutunmaktadir, bu da basarili bir sekilde
grafen/karbon nanotüp/metal oksit hibrid nanoyapinin meydana
gelmesini saglainistir.
Hibrid Köpügün Eneri'i Dagilim Spektroskopisi (EDS)
Mikroanalizi
Sekil 27, MnOz nanoteller içeren hibrid köpügün EDS
mikroanalizini göstermektedir. Mikroanaliz, hibrid köpügün Mn, 0,
C, Ni, K°dan meydana geldigini göstermektedir. EDS analizi, Mn ve
0 için 1:2”lik bir yüzde agirlik orani ortaya koymaktadir, bu da hibrid
köpükte MnOZ nanotellerin yogun bir sekilde var olduguna isaret
etmektedir.
Örnek 2: Mangan (IV) Oksit Nanotellere sahip Hibrid
Köpük içeren Süperkapasitör Olusturulmasi
Burada tarif edildigi sekilde, mangan (IV) oksit nanoteller
içeren iki simetrik dikdörtgen sekilli hibrid köpük üretildi. Bir
gözenekli seperatör (Celgard 3501; tedarikçi: Celgard) ile iki hibrid
köpük birbirinden ayrildi. Elektrolit olarak lityum sülfat (2 mol)
kullanildi.
Karsilastirma Örnegi 3
Karsilastirma Örnegi 3”te, yüzeyde çökeltilmis olan mangan
(IV) oksit nanotellere sahip islenmemis nikel köpük yer almaktadir.
MriOz nanoteller, solvent olarak NMP içerisinde %2 PVDF baglayici
ile karistirilir ve islenmemis nikel köpügün yüzeyinde çökeltilir.
Karsilastirma Örnegi 4
Karsilastirma Örnegi 4, çökeltilmis Mn02 nanotellere sahip
nikel folyo içerir. M1102 nanoteller, solvent olarak NMP içerisinde %2
PVDF baglayici ile karistirilir ve nikel folyo yüzeyinde çökeltilir.
Örnek 2”de Yer Alan Cevrimsel Voltametri (CV) Ölçümleri
Sigayi ve kullanilabilir gerilim araligini tahmin etmek
amaciyla, lityum sülfat (2 M) içerisinde 2,5 mV san] ila 1000 mV
san_l arasindaki tarama hizlarinda Örnek 2”de yer alan çevrimsel
voltametri (CV) ölçümleri yapildi. Sekil 33, 50 mV san"°lik bir
tarama oraniyla, Ornek 2 için farkli potansiyel araliklari genelinde bir
çevrimsel voltametri grafigini göstermektedir. Sekil 33”te, hibrid
köpük içeren süperkapasitörün çesitli çalisma gerilimi araliklarindaki
CV özellikleri görülmektedir. Potansiyel sinirlari yükseldikçe, redoks
prosesine daha fazla MnOz katilmaktadir. Sekil 33”te görüldügü gibi,
gerilim araligi 1,8 V üzerine çiktiginda, artan miktarda bir tersinmez
yük geçisi olmaktadir. Bu sonuçlar, bu tip bir kapasitörün, sulu
elektrolit süperkapasitörlerin çogunlugundan (~1,0 V) daha yüksek
olan 1,6 V”luk bir çalisma gerilimi araliginda çalismasinin fizibil
oldugunu ortaya koymaktadir.
Sekil 34, Örnek 2 için farkli tarama oranlari altinda bir
çevrimsel voltametri grafigini göstermektedir. Ornek 2 için söz
konusu olan çevrimsel voltametri ölçümleri, 20 mV san-i, 50 mV san_
1, 100 mV san`1, ve 200 mV san'1 ”lik tarama hizlarinda gerçeklestirilir.
Sekil 34, 1,6 V°luk bir çalisma gerilimi araliginda Ornek 2°nin
dikdörtgene yakin CV özelliklerini göstermektedir. Tüm tarama
hizlari için dikdörtgene yakin sekil ile oksidasyon ve redüksiyon
pikleriniii olmadigi gözlenmektedir, bu durum, Ornek 2”de yer alan
süperkapasitörün küçük esdeger seri direnç, yüksek hizli islenebilme
özelligine ve mükemmel elektrokimyasal performansa sahip oldugunu
ortaya koymaktadir. Ayrica, CV egrilerinin ikiz görüntüye yakin sekli,
siradisi tersinirlige sahip bir hizli yüzey reaksiyonuna isaret
etmektedir.
Sekil 35, Örnek 2 için farkli tarama oranlari altinda
norinalize edilmis CV grafiklerini göstermektedir. Farkli tarama
hizlari için söz konusu olan özdese yakin özgül siga özellikleri, Ornek
2”te yer alan süperkapasitörün olaganüstü proses kararliligina,
tekrarlanabilirligine ve üstün performansina isaret etmektedir.
Ornek 2”nin Kronopotansiyometri (Sari-Desar i) Olçümleri
Ornek 2”de yer alan süperkapasitörün elektrokimyasal
performansini daha ileri degerlendirmek amaciyla, 1,905 mA cm`2”1ik
bir akim yogunlugunda, 1,6 V”luk bir çalisma gerilimi araliginda
kronopotansiyometri ölçümleri yapildi. Sekil 367da, Ornek 27in, tek
bir akim yogunlugu genelindeki sarj-desarj özellikleri
gösterilmektedir. Lineere ve siinetrige yakin sarj ve desarj egrileri,
Örnek 2 için bir hizli akim-gerilim (l-V) yanitina sahip bir mükemmel
kapasitif performans ortaya koyinaktadir.
Sekil 37 ve Sekil 38, Örnek 2”nin, farkli akim
yogunluklarinda sarj-desar j egrilerini göstermektedir.
Ornek 2”in Özgül Sigasi
Ozgül siga (CS) degerleri, Sekiller 37 ve 38,de yer alan sarj-
desarj egrileri kullanilarak, denklem (1) CS = 2i/m(dV/dt) ile
hesaplandi, bu denklemde in, bir elektrodun (örn. hibrid köpük)
karbon kütlesidir, i, desarj akimidir ve dV/dt, desarj egrisinin egimidir.
Sekil 39”da, 180 mA cm'2 altindaki farkli akim yogunluklarinda,
Ornek 2°nin 'Özgül sigasi ve alan basina düsen sigasi gösterilmektedir.
yogunlugunda elde edilmektedir. Daha yüksek sarj/desarj akim
yogunluklari için dahi siganin yüksek olmasi, Örnek 2 için mükemmel
bir yüksek islenebilirlik oranini teyit etmektedir.
Örnek 2”nin Çevrim Kararliligi. Karsilastirma Örnegi 3 ve
Karsilastirma Örnegi 4
Uzun bir çevrim Ömrüne sahip olunmasi, süperkapasitör
elektrotlarin uygulanmasi için önemli bir faktördür. 48 mA cm`2”1ik
bir akim yogunlugu ile, Örnek 2 (Gerilim araligi 1,6 V) ve
Karsilastirma Örnegi 3 (Gerilim araligi 1,0 V) ve Karsilastirma
Örnegi 4 (Gerilim araligi 1,0) için 13000 sarj-desarj çevriminden
olusan bir test islemi gerçeklestirilir. Sekil 40; Örnek 2”nin,
Karsilastirma Örnegi 37ün ve Karsilastirma Örnegi 37ün çevrim
kararliligini göstermektedir. 13000 çevrim sonra, Karsilastirma
Örnegi 3”e (yaklasik %35 ”lik siga kaliciligi) ve Karsilastirma Örnegi
4”e (yaklasik %30°luk siga kalieiligi) kiyasla Örnek için üstün siga
kaliciligi (yaklasik %97,94) elde edildi. Örnek 2, uygulamadaki enerji
depolama cihazlarindaki uygulamalar için bu tip nanokarbon/metal
hibrid nanoyapi köpügün mükemmel elektrokimyasal performansini
ortaya koymaktadir.
Ilk 500 çevrimde, yaklasik %109,5”lik bir hafif siga artisi
gözlenmektedir. Ilk 500 çevrim içerisinde Örnek 2”de gerçeklesen bu
hafif siga yükselisi (yaklasik %9,5), bir reaksiyon süresi artisiyla
birlikte hibrid köpük ile elektrolit arasindaki etkili enterfaz alaninin
büyümesinden kaynaklanabilir. Bu kendi kendini güçlendirici etki
ayni zamanda uzun çalisma vadesinde süperkapasitörün stabilize
edilmesine yardimci olabilir.
Örnek 2”in Potansivostatik Elektrokimvasal Emnedans
Spektroskopisi Ölçümleri.
Ornek 2”e ait süperkapasitörün performansini daha ileri
düzeyde karakterize etmek amaciyla, Örnek 2 üzerinde
potansiyostatik elektrokimyasal einpedans spektrokopisi (EIS)
ölçümleri yapildi. Sarj-desarj çevrimi esnasinda iç dirençteki degisimi
potansiyostatik EIS ölçümleri yapildi. Sekil 41 ”de Ornek 2”nin bir EIS
çevrimlerden sonra lineere ve dikeye yakin özellikleri ve EIS
ölçümleri için 1 O etrafinda bir özdes esdeger seri dirence sahip bir
dizi sabit spektrumu göstermektedir, bu durum yine, hibrid köpügün
siradisi bir elektrokimyasal çevrim kararliligini ortaya koymaktadir.
Ornek 2”de elde edilen mükeinmel çevrim performansi, dolaninis
karbon nanotüp - MnOz nanotel ag katmani ile akim kollektörü (nikel
köpük) arasindaki yük transferini kolaylastiran grafen katmani ile
iliskilendirilebilir.
Sekil 42; Örnek 2°nin ve Karsilastirma Ornegi 3”ün, bir
elektrokiinyasal einpedans spektroskopisi grafigini göstermektedir.
Yaklasik 6,28 Q ”luk bir ESR°ye sahip olan Karsilastirma Örnegi 3'e
kiyasla, Ornek 2 ile, yaklasik %600 iyilesme anlamina gelen daha
düsük bir ESR degeri (yaklasik 0,9 ohm) elde edilmektedir.
Ra gon Grafikleri
Sekil 43, farkli süperkapasitör sistemleri için enerji
yogunluklari ve güç yogunluklari ile ilgili bir Ragon grafigini
göstermektedir. Enerji yogunlugu ve güç yogunlugu,
kronopotansiyometri ölçüm sonuçlarina dayalidir. Enerji yogunlugu
(E) ve güç yogunlugu (P), denklemler (x) ve (X) kullanilarak
hesaplanir:
E :70 Av 2
burada t, toplam desarj süresidir, CS sarj-desarj kaynakli `Özgül siga
degeridir, ve AV, normalde sulu ortam için 1,0 V olan potansiyel
araligidir.
Örnek 2, 6,04 kW kg"'”de 391,7 Wh kg-”iik yüksek bir
enerji yogunlugu sergilemektedir, bu deger, 799,84 kW kg'1°de
kademeli olarak 377,7 Wh kg`1°e düsmektedir. Bu sonuçlar;
Karsilastirma Örnegi 5 (grafen/karbon nanot'up köpükler),
Karsilastirma Örnegi 6 (grafen filmler), Karsilastirma Örnegi 7
(Mn02 nanotel/grafen), Karsilastirma Örnegi 8 (tek Cidarli karbon
nanotüpler (SWNT)/ Rqu nanoteller), Karsilastirma Örnegi 9 (sulu
olmayan elektrolitli SWNT), Karsilastirma Örnegi 10 (çok cidarli
karbon nanotüpler (MWNTler)), Karsilastirma Örnegi 11 (dikey hizali
MWNTler), Karsilastirma Örnegi 12 (polianilin PAND), Karsilastirma
Örnegi 13 (polipirrol (PPy)), ve Karsilastirma Örnegi 14
(Poli(etilendioksitiyofen) (PEDOT)) gibi daha önceden bildirilmis
olan sistemlere kiyasla daha yüksektir. Belirtilen enerji yogunlugu ve
güç yogunlugu degerleri, elektrotlarin aktif maddelerinin kütlesine
dayalidir.
Ozet olarak, grafeii/karbon nanotüp köpük yapisinin ortam
basinçli kimyasal buharli çökeltiini ve Mn02 nanotellerin basit
banyolu çökeltiini ile hazirlanmis olan bir hibrid köpük ortaya
konmustur. Bu elektrot hazirlama yöntemi, yüksek enerjili-yogunluklu
süperkapasitör uygulamalari için pratik, ölçeklenebilir ve düsük
maliyetli bir yaklasim sunar. Iki adinili proses basarili bir sekilde, çok
Cidarli karbon nanotüpler ile Mn02 nanoteller arasinda birbirine
dolanmis bir ag meydana getirecek sekilde, grafen/çok cidarli karbon
iianotüp omurgasi üzerine 0(-Mn02 nanotellerinin koruyucu
kaplainasimn yapilmasini saglamaktadir. Metal oksit nanoyapilarin
grafen/çok cidarli karbon naiiotüp köpük yapisi ile bu sekilde entegre
edilmesi, elektrotlarin siradisi bir kapasitif özellige ve yüksek
iletkenlige sahip olmasini saglamistir. Düsük yogunluk, mükeniinel
süneklik, yüksek elektrokiinyasal kararlilik (13.000 çevrim genelinde
yaklasik %100 siga kalieiligi) ve mükemmel kapasitif perforinans
yogunlugu: , hibrid köpügün eski süperkapasitörlere
göre avantajli olabildigini ortaya koymaktadir.
Cesitli Notlar ve Örnekler
Burada açiklanan yöntemleri ve hibrid karbon nanotüp ve
grafen nanoyapilari daha ayrintili tarif etmek için, burada,
sinirlandirici olmayan bir örnekler listesi verilmistir:
Oniek 1°de, bir enerji Cihazi; bir gözenekli metal substrat;
gözenekli metal substratin bir yüzeyinde çökeltilmis en az bir grafen
katmani; en az bir grafen katmaninin bir yüzeyi üzerinde üretilmis çok
sayida karbon nanotüp; ve çok sayida karbon nanotübün en az bir
yüzeyinde ve en az bir grafen katmaninin yüzeyinde çökeltilmis çok
sayida metal oksit nanoyapi içerir.
Ornek 2”de, Ornek l”in konusu, istege bagli olarak, çok
sayida metal oksit nanoyapi, rutenyum (IV) oksidin ve mangan (IV)
oksidin en az birini içerecek sekilde yapilandirilabilir.
Ornek 3”te, Örnekler 1 veya 2”den herhangi birinin veya
bunlarin herhangi bir kombinasyonunun konusu, istege bagli olarak,
çok sayida metal oksit nanoyapi, rutenyum (IV) oksit
nanoparçaciklarin, rutenyum (IV) oksit nanoplaklarin ve rutenyum
(IV) oksit nanotellerin en az birini içerecek sekilde yapilandirilabilir.
Ornek 4'te, Ornek l”den 3'e kadar olan Orneklerden
herhangi birinin veya herhangi bir kombinasyonunun konusu, istege
bagli olarak, çok sayida metal oksit nanoyapi mangan (IV) oksit
nanotel içerecek sekilde yapilandirilabilir.
Ornek 5°te, Ornek l°den 4°e kadar olan Orneklerden
herhangi birinin veya herhangi bir kombinasyonunun konusu, istege
bagli olarak, gözenekli metal substrat bakirin, alüminyumun ve
nikelin en az birini içerecek sekilde yapilandirilabilir.
herhangi birinin veya herhangi bir kombinasyonunun konusu, istege
bagli olarak, enerji cihazi bir baglayici içermeyecek sekilde
yapilandirilabilir.
herhangi birinin veya herhangi bir kombinasyonunun konusu, istege
bagli olarak, en az bir grafen katmani, yirmiden az grafen katmani
içerecek sekilde yapilandirilabilir.
Ornek 8”de, Ornek l°den 7”ye kadar olan Orneklerden
herhangi birinin veya herhangi bir kombinasyonunun konusu, istege
bagli olarak, enerji cihazinin bir yükleine kütlesi yaklasik 0,0005
gram ila yaklasik 0,1 gram araliginda olacak sekilde yapilandirilabilir.
herhangi birinin veya herhangi bir kombinasyonunun konusu, istege
bagli olarak, yükleme kütlesi, bir art yüklenmis gözenekli metal
substratin bir kütlesi ile bir ön yüklenmis gözenekli inetal substratin
bir kütlesi arasindaki fark ile tayin edilecek sekilde yapilandirilabilir.
Ornek lO'da, Ornek liden 921 kadar olan Orneklerden
herhangi birinin veya herhangi bir kombinasyonunun konusu, istege
bagli olarak, art yükleninis gözenekli metal substrat gözenekli metal
substrati, en az bir grafen katmani, çok sayida karbon nanotüp ve çok
sayida metal oksit nanoyapi içerecek sekilde, ve ön yüklenmis
gözenekli metal substrat gözenekli inetal substrati içerecek sekilde
yapilandirilabilir.
Ornek ll”de, bir süperkapasitör; sunlari içeren bir birinci
elektrot içerebilir: bir gözenekli metal substrat; gözenekli metal
substratin bir yüzeyinde çökeltilinis en az bir grafen katmani; en az bir
grafen katmaninin bir yüzeyi üzerinde üretilmis çok sayida karbon
nanotüp; ve çok sayida karbon nanotübün en az bir yüzeyinde ve en az
bir grafen katmaninin yüzeyinde çökeltilmis çok sayida metal oksit
nanoyapi. Süperkapasitör; sunlari içeren bir ikinci elektrot içerebilir:
bir ikinci gözenekli metal substrat; ikinci gözenekli metal substratin
bir yüzeyinde çökeltilmis en az bir grafen katmani; en az bir grafen
katmaniiiin en az bir yüzeyi üzerinde üretilmis çok sayida karbon
nanotüp; ve çok sayida karbon nanot'ubün en az bir yüzeyinde ve en az
bir grafen katmaninin yüzeyinde çökeltilmis çok sayida metal oksit
nanoyapi. Süperkapasitör; bir elektrolit; ve birinci elektrot ile ikinci
elektrot arasina yerlestirilmis bir seperatör içerebilir.
herhangi birinin veya herhangi bir kombinasyonunun konusu, istege
bagli olarak, birinci gözenekli metal substrat ve ikinci gözenekli metal
substrat bakirin, alüminyumun ve nikelin en az birini içerecek sekilde
yapilandirilabilir.
Ornek l3°te, Örnekler 1”den 12”ye kadar olan Orneklerden
herhangi birinin veya bunlarin herhangi bir kombinasyonunun konusu,
istege bagli olarak, çok sayida metal oksit nanoyapi, rutenyum (IV)
oksitiii ve mangan (IV) oksitin en az birini içerecek sekilde
yapilandirilabilir.
Ornek 14°te, Ornek 1°deii l3°e kadar olan Omeklerden
herhangi birinin veya herhangi bir kombinasyonunun konusu, istege
bagli olarak, en az bir grafen katmani, yirmi veya daha az grafen
katmani içerecek sekilde yapilandirilabilir.
Ornek 15”te, Ornek l°den 14°e kadar olan Orneklerden
herhangi birinin veya herhangi bir kombinasyonunun konusu, istege
bagli olarak, birinci elektrot ve ikinci elektrot, bir baglayici
içermeyecek sekilde yapilandirilabilir.
Ornek 16,da, bir yöntem, kimyasal buharli çökeltim prosesi
uygulanarak, bir gözenekli metal substratin bir yüzeyi üzerinde en az
bir grafen katmaninin üretilmesini; bir kaplanmis gözenekli metal
substrat olusturacak sekilde, çok sayida karbon nanotüpün, en az bir
grafen katmaninin bir yüzeyinde kimyasal buharli çökeltim yoluyla
üretilmesini, ve bir hibrid köpük olusturacak sekilde, çok sayida metal
oksit nanoyapinm, kaplanmis gözenekli metal substratin bir yüzeyine
çökeltilmesini içerebilir.
Ornek 17°de, Ornek l°den 16”ya kadar olan Orneklerden
herhangi birinin veya herhangi bir kombinasyonunun konusu, istege
bagli olarak, en az bir grafen katmaninin ve çok sayida karbon
nanotüpün üretilmesi öncesinde yöntem: gözenekli metal substratin
yüzeyine bir reaktif iyonlu daglama plazmasinin uygulanmasini; ve
gözenekli metal substratin yüzeyinde katalizör parçaciklarinin
çökeltilmesini içerecek sekilde yapilandirilabilir.
Ornek 18”de, Ornek l*den 16sya kadar olan Orneklerden
herhangi birinin veya herhangi bir kombinasyonunun konusu, istege
bagli olarak, kaplanmis gözenekli metal substratiii belli bir süre
ultraviyole isinlari ile üretilmis ozon ile islenmesini içerecek sekilde
yapilandirilabilir.
herhangi birinin veya herhangi bir kombinasyonunun konusu, istege
bagli olarak, çok sayida metal oksit nanoyapinin çökeltilmesi,
kaplanmis gözenekli metal substratin, hidroz rutenyum (IV) oksit
nanoyapilar ve deiyonize su içeren bir birinci çözeltiden ve alfa-
mangan (IV) oksit nanoteller ve etanol içeren bir ikinci çözeltiden
birine daldirilmasini içerecek sekilde yapilandirilabilir.
herhangi birinin veya herhangi bir kombinasyonunun konusu, istege
bagli olarak, bir birinci süre boyunca bir birinci sicaklikta hibrid
köpügün kurutulmasini, ve bir ikinci süre boyunca bir ikinci sicaklikta
hibrid köpügün tavlaninasini içerecek sekilde yapilandirilabilir.
Bu sinirlandirici olmayan örnekler herhangi bir
permütasyonda veya koinbinasyonda kombine edilebilir. Yukaridaki
Ayrintili Tarifin kisitlayici degil açiklayici olmasi amaçlanmistir.
Ornegin, yukarida tarif edilen örnekler (veya bunlarin bir veya daha
fazla eleinani) birbirleriyle kombinasyon halinde kullanilabilir.
Mesela teknikte nomial uzmanliga sahip bir kisi tarafindan,
yukaridaki tarif incelendikten sonra, diger uygulama örnekleri de
kullanilabilir. Ayni zamanda, tarife akicilik kazandirmak amaciyla
çesitli özellikler veya elemanlar birlikte gruplandirilabilir. Bu husus,
isteinlerde tarif edilmemis olan bir özelligin herhangi bir istem için
gerekli olmasinin amaçlandigi yönünde yorumlanmamalidir. Bundan
ziyade, bulusun konusu, tarif edilmis olan belirli bir uygulama
örneginin özelliklerinin tümünden daha azini tasir yapida olabilir. Bu
nedenle, asagidaki istemler, Ayrintili Tarife, istemlerden her biri
kendi basina ayri bir uygulama örnegini temsil edecek sekilde dahil
edilmistir. Bulusun kapsami, asagidaki ekli isteinlere dayali olarak, ve
bu istemlerin üzerinde hak sahibi oldugu esdeger buluslarin tüm
kapsami ile birlikte tayin edilmelidir.
Uygulamada, “içerir” ve “...°de oldugu” terimleri, sirasiyla
kullanilmaktadir. Ayni zamanda asagidaki istemlerde, “içerir” ve
ardindan siralanmis olanlara ilave unsurlar içeren bir yöntem, bir pil
veya bir enerji cihazi, halen daha o isteinin kapsamina giriyor olarak
kabul edilir. Ayrica, asagidaki istemlerde, “birinci”, “ikinci” ve
ettikleri unsura herhangi bir sayisal kisitlama getirme ainaci
tasimamaktadir.
Bu belgede “bir” terimi, patent dokümanlarinda yaygin
oldugu sekliyle, “en az biri” veya “biri veya daha fazlasi”
kullanimlarindan veya diger Örneklerinden bagimsiz olarak ilgili
unsurun birini veya birden fazlasini içerecek sekilde kullanilmaktadir.
Bu. belgede “veya”terimi, aksi belirtilmedikçe münhasir olinayan bir
kullanima isaret etmekte, ya da “A veya B”, “B”yi degil, ancak A°yi”,
Bu belgede “içerir” ve “...°de oldugu” terimleri, sirasiyla “sahiptir” ve
zamanda asagidaki istemlerde, “içerir” ve “sahiptir” terimleri açik
uçludur, yani bir isteinde böyle bir teriinin ardindan siralanmis
olanlara ilave unsurlar içeren bir sistem, cihaz, unsur veya proses,
halen daha o isteinin kapsamina giriyor olarak kabul edilir. Ayrica,
asagidaki istemlerde, “birinci”, “ikinci” ve “üçüncü”, Vb. terimleri,
yalnizca etiket olarak kullanilmakta, ve temsil ettikleri unsura
herhangi bir sayisal kisitlama getirme amaci tasimamaktadir.
Belirli bir aralik formati içerisinde ifade edilmis olan
degerler, sadece 0 araligin sinirlari olarak açikça belirtilmis olan
sayisal degerleri içeriyor olarak degil, ayni zamanda, 0 aralik
kapsaminda bulunan tüm münferit sayisal degerleri veya alt araliklari
da, sanki bu sayisal degerlerden ve alt araliklardan her biri açikça
belirtilmis gibi içeriyor olarak yorumlanmalidir. Örnegin, “yaklasik
ila %0,5”i degil, ayni zamanda belirtilen aralik içerisindeki münferit
degerleri (örn. %l, %2, %3, ve %4) ve alt araliklari da (örn. %0,l ila
Burada kullanildigi sekliyle “yaklasik” terimi, bir hata payi, 'Örnegin
en az +/- %10 içerecek sekilde tanimlanabilir.
Yukaridaki tarifin kisitlayici degil açiklayici olmasi amaçlanmistir.
Örnegin, yukarida tarif edilen 'Örnekler (veya bunlarin bir veya daha
fazla özelligi) birbirleriyle kombinasyon halinde kullanilabilir. Mesela
teknikte normal uzmanliga sahip bir kisi tarafindan, yukaridaki tarif
incelendikten sonra, diger uygulama örnekleri de kullanilabilir. Ozet,
okuyucunun, teknik tarifin niteligini hizli bir sekilde kavrayabilmesini
saglamak amaciyla 37 C.F.R. gl .72(b)”ye uygun olacak sekilde
sunulmustur. Isteinlerin kapsamini veya anlamini yorumlamak veya
kisitlamak amaciyla kullanilmayacagi kabul edilerek hazirlanmistir.
Ayni zamanda, yukaridaki Ayrintili Tarifte, bulusun akisina islerlik
kazandirmak için çesitli 'ozellikler birlikte gruplandirilabilir. Bu husus,
istemlerde tarif edilmemis olan bir özelligin herhangi bir istem için
gerekli olmasinin amaçlandigi yönünde yorumlanmamalidir. Bundan
ziyade, bulusun konusu, tarif edilinis olan belirli bir uygulama
örneginin özelliklerinin tümünden daha azini tasir yapida olabilir. Bu
nedenle, asagidaki istemler, Ayrintili Tarife, istemlerden her biri
kendi basina ayri bir uygulama örnegini temsil edecek sekilde dahil
edilmistir, ve uygulama örneklerinden her birinin, çesitli
kombinasyonlar veya permütasyonlar halinde birbirleriyle
gruplandirilabilmesi tasarlanmaktadir. Bulusun kapsami, asagidaki
ekli isterrilere dayali olarak, ve bu istemlerin üzerinde hak sahibi
oldugu esdeger buluslarin tüm kapsami ile birlikte tayin edilmelidir.
SEKILLERDEKI YAZILARIN ANLAMLARI
102 : Kimyasal buharli çökeltim prosesi uygulanarak bir yüzey veya
bir gözenekli metal substrat üzerinde en az bir grafen katmaninin
üretilmesi
104 = Bir kaplanmis gözenekli metal substrat olusturacak sekilde,
kimyasal buharli çökeltim prosesi uygulanarak, en az bir grafen
katmaninin bir yüzeyinde çok sayida karbon nanotüpün i'iretilmesin
106 = Bir hibrid köpük olusturacak sekilde, kaplanmis gözenekli
metal substratin bir yüzeyine çok sayida metal oksit nanoparçaciklarin
çökeltilmesi
A : Ozgül Siga
B = Gerilim
C = Akim Yogunlugu
D : Zaman/ dak
E = Alan Basina Düsen Siga
F = Ornek
G = Karsilastirma Ornegi
H = Siga Kaliciligi
l= Çevrim Sayisi
J : l. Çevrim
K = 8100. Çevrim
N : Model
P = Normalize Edilmis
R = Frekans
S : Enerji Yogunlugu
T = Güç Yogunlugu
U = ZTeta (derece)
V : Yogunluk
Y = Zaman (dak)
A1 = 1001.
B1 :2001.
C1=3001.
%Mgýâwýêmâgîâm
Claims (4)
- ISTEMLER 1. Asagidakileri içeren bir enerji cihazidir: bir gözenekli metal substrat (12, 22); gözenekli metal substratin (12, 22) bir yüzeyinde (13, 26) 5 çökeltilmis en az bir grafen katmani (14, 24); en az bir grafen katmaninin (14, 24) bir yüzeyinde (15, 28) üretilen çok sayida karbon nanotüp (16, 30); ve çok sayida karbon nanotübün (16, 30) en az bir yüzeyinde (8) ve en az bir grafen katinaninin (14, 24) yüzeyinde (15, 28) 10 çökeltilmis çok sayida metal oksit nanoyapi.
- 2. Istem 1'e göre enerji Cihazidir, burada çok sayida metal oksit nanoyapi, rutenyum (IV) oksidin ve mangan (IV) oksidin en az birini içerir.
- 3. Istem 1”e göre enerji cihazidir, burada çok sayida metal oksit 15 nanoyapi, rutenyum (IV) oksit nanoparçaciklarin (18), rutenyum (IV) oksit nanoplaklarin, rutenyum (IV) oksit nanokürelerin ve rutenyum (IV) oksit nanotellerin en az birini içerir.
- 4. Istem 1”e göre enerji cihazidir, burada çok sayida metal oksit nanoyapi, mangan (IV) oksit nanotellerin (32), mangan (IV) oksit 20 nanoparçaciklarin, mangan (IV) oksit nanokürelerin ve niangan (IV) oksit nanoplaklarm en az birini içerir. Istem l”e göre enerji cihazidir, burada gözenekli metal substrat (12, 22) bakirin, alüminyumuii ve nikelin en az birini içerir. Istem 1”e göre enerji cihazidir, burada enerji cihazi bir baglayici içermez. Istem 1°e göre enerji cihazidir, burada en az bir grafen katmani (14, 24), yirmiden az grafen katinani (14, 24) içerir. Istem 1°e göre enerji cihazidir, burada enerji cihazinin yükleme kütlesi yaklasik 0,0005 gram ile yaklasik 0,] gram araligi içerisindedir. Istem (8)”e göre enerji cihazidir, burada yükleme kütlesi, art yüklenmis bir gözenekli metal substratin kütlesi ile ön yüklenmis bir gözenekli inetal substratin kütlesi arasindaki bir fark ile tayin Istein 9°a göre enerji cihazidir, burada art yüklenmis gözenekli metal substrat, gözenekli metal substrati (12, 22), en az bir grafen katmani (14, 24), çok sayida karbon nanotüp (16, 30) ve çok sayida metal oksit nanoyapi içerir, ve ön yüklenmis gözenekli metal substrat, gözenekli metal substrati (12, 22) içerir. Asagidakileri içeren bir süperkapasitör (50): sunlari içeren bir birinci elektrot (52): bir birinci gözenekli metal substrat (12, 22), birinci gözenekli inetal substratin (12, 22) bir yüzeyinde (13, 26) çökeltilmis en az bir grafen katmani (14, 24), en az bir grafen katmaninin (14, 24) bir yüzeyinde (15, 28) üretilen çok sayida karbon nanotüp (16, 30) ve çok sayida karbon nanotübün (16, 30) en az bir yüzeyinde (8) ve en az bir grafen katmaninin (14, 24) yüzeyinde (15, 28) 5 çökeltilmis çok sayida metal oksit nanoyapi; ve sunlari içeren bir ikinci elektrot (56): bir ikinci gözenekli metal substrat (12, 22), ikinci gözenekli inetal substratin (12, 22) bir yüzeyinde (13, 26) çökeltilinis en az bir grafen katmani (14, 24), üretilen çok sayida karbon nanotüp (16, 30) ve çok sayida karbon nanotübün (16, 30) en az bir yüzeyinde (8) ve en az bir grafen katmaninin (14, 24) yüzeyinde (15, 28) çökeltilinis çok sayida metal oksit nanoyapi; 15 bir elektrolit (54); ve birinci elektrot (52) ile ikinci elektrot (56) arasina yerlestirilen bir seperatör (5 8). 12. lstem ne göre süperkapasitördür (50), burada birinci gözenekli metal substrat (12, 22) ve ikinci gözenekli metal substrat (12, 22); bakirin, alüminyumun ve nikelin en az birini içerir. 20 13. Istem ll”e göre süperkapasitördür (50), burada çok sayida metal oksit nanoyapi, rutenyum (IV) oksidin ve mangan (IV) oksidin en az birini içerir. Istem 11”e göre süperkapasitördür (50), burada en az bir grafen katmani (14, 24) yirmi veya daha az sayida grafen katmani (14, 24) içerir. Istem ll°e göre süperkapasitördür (50), burada birinci elektrot (52) ve ikinci elektrot (56) bir baglayici içermez. Su adimlari içeren bir yöntemdir (100): kimyasal buharli çökeltim islemi kullanarak en az bir grafen katmaninin (14, 24) bir gözenekli metal substratin (12, 22) bir yüzeyi (13, 26) üzerinde üretilmesi (102); bir kaplanmis gözenekli metal substrat (12, 22) olusturacak sekilde, çok sayida karbon nanotüpün (16, 30), en az bir grafen katinaninin (14, 24) bir yüzeyinde (15, 28) kimyasal buharli çökeltim yoluyla üretilmesi (104); ve ve bir hibrid köpük (10, 20) olusturacak sekilde, çok sayida metal oksit nanoyapinin kaplanmis gözenekli inetal substratin Istem 16”ya göre yöntemdir (100), burada, en az bir grafen katmaninin (14, 24) ve çok sayida karbon nanotüpün (16, 30) üretilmesi öncesinde yöntein (100) sunlari içerir: gözenekli metal substratin (12, 22) yüzeyine (13, 26) bir reaktif iyonlu daglama plazmasinin uygulanmasi; ve gözenekli metal substratin (12, 22) yüzeyinde (13, 26) katalizör parçaciklarinin çökeltilmesi. 18. Istem l6”ya göre olan, kaplanmis gözenekli metal substratin (12, 22) belli bir süre ultraviyole isinlari ile üretilmis 02011 ile islenmesini içeren yöntemdir (100). 19. Istem 163ya göre yöntemdir (100), burada çok sayida metal oksit 5 nanoyapinin çökeltilmesi, kaplanmis gözenekli metal substratin (12, 22), hidroz rutenyum (IV) oksit nanoyapilar ve deiyonize su içeren bir birinci çözeltiden ve alfa-mangan (IV) oksit nanoyapilar ve etanol içeren bir ikinci çözeltiden birine daldirilmasiiii içerir. 20. Istem (16),ya göre olan, sunlari içeren yöntemdir (100): 10 bir birinci süre boyunca bir birinci sicaklikta hibrid köpügün (10, 20) kurutulmasi, ve bir ikinci süre boyunca bir ikinci sicaklikta hibrid köpügün (10, 20) tavlanmasi.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/US2013/068577 WO2015069227A1 (en) | 2013-11-05 | 2013-11-05 | Metal-oxide anchored graphene and carbon-nanotube hybrid foam |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TR201605860T1 true TR201605860T1 (tr) | 2016-11-21 |
Family
ID=53041845
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TR2016/05860T TR201605860T1 (tr) | 2013-11-05 | 2013-11-05 | Metal oksi̇t kenetli̇ grafen ve karbon nanotüp i̇çeren hi̇bri̇d köpük. |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10580591B2 (tr) |
JP (1) | JP6500018B2 (tr) |
KR (1) | KR102227276B1 (tr) |
CN (1) | CN106463276B (tr) |
TR (1) | TR201605860T1 (tr) |
WO (1) | WO2015069227A1 (tr) |
Families Citing this family (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10580591B2 (en) | 2013-11-05 | 2020-03-03 | The Regents Of California, Riverside | Metal-oxide anchored graphene and carbon-nanotube hybrid foam |
KR101683391B1 (ko) * | 2015-08-17 | 2016-12-08 | 영남대학교 산학협력단 | 고성능 슈퍼커패시터 전극소재용 3차원 니켈폼/그래핀/니켈코발트산화물 복합체 및 이의 제조방법 |
KR101779668B1 (ko) | 2015-10-01 | 2017-09-19 | 전자부품연구원 | 삼차원 유무기 하이브리드 탄소소재 및 그의 제조방법 |
CN105217618A (zh) * | 2015-10-22 | 2016-01-06 | 天津大学 | 一种三维纳米多孔石墨烯的制备方法 |
CN105448528B (zh) * | 2015-10-27 | 2019-05-28 | 梧州三和新材料科技有限公司 | 一种金属-石墨烯复合多孔电极材料的制备方法 |
CN105256312A (zh) * | 2015-10-28 | 2016-01-20 | 梧州三和新材料科技有限公司 | 一种石墨烯和碳纳米管复合多孔电极材料的制备方法 |
CN105206433B (zh) * | 2015-10-28 | 2019-09-06 | 梧州三和新材料科技有限公司 | 一种金属-碳纳米管复合多孔电极材料的制备方法 |
US10190211B2 (en) * | 2015-11-20 | 2019-01-29 | Fourté International, Sdn. Bhd | High conductivity graphane-metal and graphene-metal composite and methods of manufacture |
WO2017106553A1 (en) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | The Regents Of The University Of California | Nanodendrite with ruthenium oxide capacitor and method |
KR102522012B1 (ko) * | 2015-12-23 | 2023-04-13 | 삼성전자주식회사 | 전도성 소자 및 이를 포함하는 전자 소자 |
US10199637B2 (en) * | 2016-06-07 | 2019-02-05 | Nanotek Instruments, Inc. | Graphene-metal hybrid foam-based electrode for an alkali metal battery |
US10468202B2 (en) | 2017-02-21 | 2019-11-05 | National Synchrotron Radiation Research Center | Conductive paper electrode, electrochemical capacitor and method for manufacturing the same |
CN107146889B (zh) * | 2017-04-24 | 2019-06-28 | 西北工业大学 | 一种石墨烯/CNTs杂交体做锂金属电池集流体及其制备方法 |
CN109037699B (zh) * | 2017-06-09 | 2021-10-12 | 清华大学 | 燃料电池电极及燃料电池 |
US10900924B2 (en) * | 2017-06-19 | 2021-01-26 | International Business Machines Corporation | Porous nanostructured electrodes for detection of neurotransmitters |
WO2019059238A1 (ja) * | 2017-09-25 | 2019-03-28 | 国立大学法人千葉大学 | 導電性ナノ構造を有する多孔質導電体、それを用いた蓄電デバイス |
GB201721817D0 (en) * | 2017-12-22 | 2018-02-07 | Univ Manchester | Production of graphene materials |
CN108417793B (zh) * | 2018-02-01 | 2021-02-26 | 复旦大学 | 碳基架负载二氧化锰纳米片的复合薄膜及其制备方法和应用 |
WO2019195374A1 (en) * | 2018-04-03 | 2019-10-10 | Nanotek Instruments, Inc. | Metallized graphene foam having high through-plane conductivity |
CN108538623A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-09-14 | 兰州理工大学 | 一种二氧化锰/碳纳米管复合电极材料的制备方法 |
US11694895B2 (en) * | 2019-02-14 | 2023-07-04 | The Government of the United States of America, as represented by the Secretarv of the Navy | Method and use for low-temperature epitaxy and film texturing between a two-dimensional crystalline layer and metal film |
CN113711390A (zh) * | 2019-03-25 | 2021-11-26 | 赛莫必乐公司 | 金属泡沫电容器和超级电容器 |
CN110136974A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-08-16 | 太仓萃励新能源科技有限公司 | 一种MnO2-PANi-RGO三元超电容材料的合成方法 |
KR102282907B1 (ko) * | 2019-10-29 | 2021-07-30 | 한국전기연구원 | 2차 전지용 3차원 전극 구조체 및 이의 제조 방법 |
US11629417B2 (en) | 2020-03-12 | 2023-04-18 | Honda Motor Co., Ltd. | Noble metal free catalyst for hydrogen generation |
CN111470468B (zh) * | 2020-04-22 | 2023-07-25 | 华中科技大学 | 一种垂直碳纳米管向目标衬底转移的方法 |
FR3110281B1 (fr) * | 2020-05-14 | 2022-08-19 | Thales Sa | Electrode nanostructurée pour supercondensateur |
CN111664970B (zh) * | 2020-05-28 | 2021-06-11 | 浙江大学 | 一种自供电柔性压力传感器件及其制备方法 |
US11921046B2 (en) | 2020-08-31 | 2024-03-05 | Honeywell International Inc. | Filter media and system using the same |
WO2022101210A2 (en) * | 2020-11-10 | 2022-05-19 | B2D Holding Gmbh | Three-dimensional high aspect ratio graphene film composites |
CN112436129B (zh) * | 2020-12-01 | 2022-09-02 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种锂离子电池负极复合材料的制备方法 |
US20220270830A1 (en) * | 2021-02-19 | 2022-08-25 | Micron Technology, Inc. | Supercapacitors and Integrated Assemblies Containing Supercapacitors |
CN114477320B (zh) * | 2022-02-24 | 2024-01-16 | 青岛创启新能催化科技有限公司 | 一种pem水电解析氧催化剂氧化铱的制备方法 |
CN115282950B (zh) * | 2022-08-05 | 2023-05-26 | 西南交通大学 | 一种原位催化生长碳基杂化海绵的制备方法及应用 |
CN116426899B (zh) * | 2023-03-03 | 2023-12-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种红外-微波兼容隐身涂层的制备方法 |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6329296B1 (en) * | 2000-08-09 | 2001-12-11 | Sandia Corporation | Metal catalyst technique for texturing silicon solar cells |
JP3932178B2 (ja) | 2002-06-27 | 2007-06-20 | 京セラ株式会社 | 情報端末 |
JP2004304073A (ja) | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Keiko Waki | 電気化学キャパシタ |
JP2005138204A (ja) * | 2003-11-05 | 2005-06-02 | Kaken:Kk | 超微粒子担持炭素材料とその製造方法および担持処理装置 |
CN1951799A (zh) | 2005-10-20 | 2007-04-25 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 一种金属纳米线阵列的制备方法 |
JP4706630B2 (ja) * | 2006-12-15 | 2011-06-22 | パナソニック電工株式会社 | 静電霧化装置 |
CN100588753C (zh) * | 2007-05-21 | 2010-02-10 | 哈尔滨工程大学 | 一种制备碳纳米管负载水合氧化钌复合材料的方法 |
WO2009123666A2 (en) | 2007-12-19 | 2009-10-08 | University Of Maryland College Park | High-powered electrochemical energy storage devices and methods for their fabrication |
WO2009094479A1 (en) * | 2008-01-22 | 2009-07-30 | Gonano Technologies, Inc. | Nanostructured high surface area electrodes for energy storage devices |
JP5743553B2 (ja) | 2008-03-05 | 2015-07-01 | ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ ユニヴァーシティー オブ イリノイ | 伸張可能及び折畳み可能な電子デバイス |
KR101400686B1 (ko) | 2009-09-24 | 2014-05-29 | 한국과학기술원 | 그래핀 기판 상에 나노물질이 적층되어 있는 3차원 나노구조체 및 그 제조방법 |
CN101714463B (zh) | 2009-12-14 | 2012-08-15 | 浙江大学 | 一种超级电容器用石墨烯/Ru纳米复合材料及其制备方法 |
US8520365B2 (en) * | 2010-04-18 | 2013-08-27 | Amperics Inc. | Charge storage device architecture for increasing energy and power density |
US20110304955A1 (en) * | 2010-04-30 | 2011-12-15 | University Of Southern California | Fabrication of electrochemical capacitors based on inkjet printing |
US20120134071A1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-05-31 | Massachusetts Institute Of Technology | Electrochemical double-layer capacitor using nanotube electrode structures |
WO2012112818A2 (en) * | 2011-02-16 | 2012-08-23 | The Regents Of The University Of California | Interpenetrating networks of crystalline carbon and nano-scale electroactive materials |
US20120236467A1 (en) * | 2011-03-16 | 2012-09-20 | Vanderbilt University, Center For Technology Transfer And Commercialization | Ultracapacitor, methods of manufacturing and applications of the same |
WO2012135238A1 (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-04 | California Institute Of Technology | Method to increase the capacitance of electrochemical carbon nanotube capacitors by conformal deposition of nanoparticles |
CA3098849A1 (en) | 2011-06-07 | 2012-12-13 | Fastcap Systems Corporation | Energy storage media for ultracapacitors |
JP6150441B2 (ja) * | 2011-11-10 | 2017-06-21 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ コロラド,ア ボディー コーポレイトTHE REGENTS OF THE UNIVERSITY OF COLORADO,a body corporate | カーボン基板上に金属酸化物の擬似キャパシタ材料を堆積することによって形成される複合電極を有するスーパーキャパシタ装置 |
US9455094B2 (en) * | 2011-11-18 | 2016-09-27 | William Marsh Rice University | Graphene-carbon nanotube hybrid materials and use as electrodes |
CN102568855B (zh) | 2012-03-12 | 2014-04-16 | 重庆大学 | 碳材料负载二氧化锰纳米线阵列复合材料及其制备方法 |
CN102709056A (zh) | 2012-05-02 | 2012-10-03 | 中国矿业大学(北京) | 储能器件的集流体及其制备方法 |
US10580591B2 (en) | 2013-11-05 | 2020-03-03 | The Regents Of California, Riverside | Metal-oxide anchored graphene and carbon-nanotube hybrid foam |
-
2013
- 2013-11-05 US US15/034,400 patent/US10580591B2/en active Active
- 2013-11-05 TR TR2016/05860T patent/TR201605860T1/tr unknown
- 2013-11-05 JP JP2016526768A patent/JP6500018B2/ja active Active
- 2013-11-05 WO PCT/US2013/068577 patent/WO2015069227A1/en active Application Filing
- 2013-11-05 CN CN201380081562.7A patent/CN106463276B/zh active Active
- 2013-11-05 KR KR1020167014795A patent/KR102227276B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106463276A (zh) | 2017-02-22 |
KR102227276B1 (ko) | 2021-03-11 |
JP2017504952A (ja) | 2017-02-09 |
WO2015069227A1 (en) | 2015-05-14 |
US20160268061A1 (en) | 2016-09-15 |
KR20160083060A (ko) | 2016-07-11 |
JP6500018B2 (ja) | 2019-04-10 |
CN106463276B (zh) | 2020-04-07 |
US10580591B2 (en) | 2020-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TR201605860T1 (tr) | Metal oksi̇t kenetli̇ grafen ve karbon nanotüp i̇çeren hi̇bri̇d köpük. | |
Sajedi-Moghaddam et al. | Two-dimensional transition metal dichalcogenide/conducting polymer composites: synthesis and applications | |
Misnon et al. | High performance MnO2 nanoflower electrode and the relationship between solvated ion size and specific capacitance in highly conductive electrolytes | |
Shao et al. | Hierarchical conducting polymer@ clay core–shell arrays for flexible all‐solid‐state supercapacitor devices | |
CN108431918B (zh) | 蜂窝状石墨烯膜 | |
Li et al. | Design and synthesis of Ni-Co and Ni-Mn layered double hydroxides hollow microspheres for supercapacitor | |
Lan et al. | Metal-organic framework-derived porous MnNi2O4 microflower as an advanced electrode material for high-performance supercapacitors | |
Wang et al. | Intertwined Nanocarbon and Manganese Oxide Hybrid Foam for High‐Energy Supercapacitors | |
Qiu et al. | Hierarchical 3D Co 3 O 4@ MnO 2 core/shell nanoconch arrays on Ni foam for enhanced electrochemical performance | |
Yadav et al. | Impact of polypyrrole incorporation on nickel oxide@ multi walled carbon nanotube composite for application in supercapacitors | |
US20180034055A1 (en) | Composite including porous graphene and carbon nanotube material | |
Wang et al. | Hierarchical porous NiCo 2 O 4 nanograss arrays grown on Ni foam as electrode material for high-performance supercapacitors | |
Alam et al. | Magnetron sputtered tungsten di-sulfide: An efficient battery grade electrode for supercapattery devices | |
WO2015179035A2 (en) | Production and use of flexible conductive films and inorganic layers in electronic devices | |
Zhang et al. | Facile synthesis of transition metal complexes wrapped Ti3C2Tx by a PVP-assisted liquid impregnation strategy with enhanced electrochemical performance for supercapacitors | |
Li et al. | NiCo2S4 nanosheets decorated on nitrogen-doped hollow carbon nanospheres as advanced electrodes for high-performance asymmetric supercapacitors | |
WO2016142438A1 (en) | Electrode material comprising silicon nanowires covered by a mesoporous oxide nanostructured coating and ionic liquid electrolytes for energy storage applications | |
KR20160081939A (ko) | 그래핀 산화물 및 탄소 나노튜브 잉크 및 이것을 제조하기 위한 방법 | |
Nallapureddy et al. | Capsule‐shaped calcium and cobalt‐doped ZnO electrodes for high electrochemical supercapacitor performance | |
Ch et al. | Tin Oxide/Nitrogen‐Doped Graphene Quantum Dots Composite Nanotubes: An Efficient Electrode for Supercapacitors | |
Nallapureddy et al. | Designed Construction of Hierarchical Cobalt Sulfide Nanonetwork as a High-Capacity and Binder-Free Cathode for Hybrid Supercapacitors | |
Ding et al. | Nanoporous metals for supercapacitor applications | |
Geelani et al. | Facile synthesis of perovskite ZnMnO3 composite with reduced graphene oxide via solvothermal route for supercapacitor applications | |
Siddique et al. | Design and development of NbTiVZr porous high entropy alloys for energy applications | |
Ye et al. | Study on the Effect of G/CNT on the Enhanced Capacitance of IrO2-ZnO-G (CNT)/Ti Electrodes |