Naslov
Sinteza grafena hidrotermalnim postupkom i njegova primjena u superkondenzatorima
(Preparation of graphene by hydrothermal procedure and its application as active electrode material in supercapacitors)

Autori
Stankir, Nataša

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, diplomski

Fakultet
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Mjesto
Zagreb

Datum
10.07

Godina
2017

Stranica
92

Mentor
Kraljić Roković, Marijana

Neposredni voditelj
Sačer, Denis

Ključne riječi
grafen, hidrogel, ekstrakt lista masline, ciklička voltametrija, superkondenzator
(graphene, hydrogel, olive leaf extract, cyclic voltammetry, supercapacitor)

Sažetak
Cilj ovog rada je bio provesti hidrotermalnu redukciju grafenovog oksida (GO) pri čemu nastaje grafenov hidrogel (rGO). U procesu se kao reducens koristi ekstrakt lista masline (ELM). Cilj je također bio ispitati kapacitivna svojstva rGO hidrogelova te ih primijeniti u superkondenzatorima. U prvom koraku ovog rada provedena je hidrotermalna redukcija GO u rGO pri različitim pH vrijednostima (3, 7, 10), uz različite mase reducensa (0, 28 g i 2, 8 g), pri različitoj temperaturi (120°C i 180°C) te uz prisustvo i bez prisustva punila. Dobiveni rGO hidrogelovi su osušeni te su potom uzorci naneseni na elektrodu od staklastog ugljika. Elektrode s rGO uzorcima ispitane su metodom cikličke voltametrije u 0, 5 mol dm-3 otopini Na2SO4. Dobiveni specifični kapaciteti iznosili su od 30-185 F g-1. Pokazano je da veće specifične kapacitete imaju uzorci koji su priređeni kod većih pH vrijednosti, s većom količinom ELM i koji su pripremljeni pri većoj temperaturi. Prisustvo punila smanjuje specifični kapacitet, ali ne značajno. Hidrogelovi rGO4, rGO5 i rGO7 su direktno nakon sinteze i ispiranja korišteni za izradu Superkondenzator1, Superkondenzator2 i Superkondenzator3. Pripravljeni superkondenzatori su ispitani metodom cikličke voltametrije te je provedeno 1000 uzastopnih ciklusa punjenja i pražnjenja. Iznosi specifičnih kapaciteta superkondenzatora su veći nego vrijednosti dobivene prilikom ispitivanja u troelektrodnom sustavu, što je posljedica porozne strukture hidrogelova koji nisu sušeni. Specifični kapaciteti dobiveni metodom cikličke voltametrije kreću se u rasponu od 111-202 F g-1. Specifični kapaciteti dobiveni iz kronopotenciometrije nešto su niži, jer je ispitivanje provedeno u užim granicama napona, a kretali su se od 175-45 F g-1. Za superkondenzatore je određena i specifična energija koja je iznosila od 32, 60 kW s kg-1 do 127, 36 kW s kg-1. Za sve ispitane superkondenzatore, tijekom punjenja i pražnjenja praćena je promjena kapaciteta, otpora samopražnjenja i unutarnjeg otpora. Iz dobivenih rezultata se može zaključiti da Superkondenzator3 (rGO7, pH=3, bez punila, m(ELM)=0, 28 g) ima najveće specifične kapacitete i najmanji unutarnji otpor, dok Superkondenzator1 (rGO4, pH=10, bez punila, m(ELM)=0, 28 g) ima najveći otpor samopražnjenja.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemija, Kemijsko inženjerstvo

POVEZANOST RADA