Süperkapasitör uygulamaları için nikel/nikel köpük elektrodun iyonik sıvı içerisinden elektrokimyasal olarak sentezi

Abstract

Nikel temelli elektrot, enerji depolama malzemeleri için kolin klorür ve üre bazlı iyonik sıvı içerisinden nikel köpük akım toplayıcı üzerine elektrokimyasal olarak depolandı. Kaplamaların KOH elektrolitinde nikel köpük üzerindeki elektrokimyasal davranışı, dönüşümlü voltametri tekniği ile incelendi. İyonik bir sıvıdan elektrodepolanan elektrotlar, pozitif potansiyelde (0 ile 0.6 V arasında) redoks reaksiyonuna sahip oldukları için katot elektrotu olarak kullanılabilir. SEM ile kaplanmamış ve kaplanmış nikel köpüğün yüzey morfolojisi incelendi. Nikel köpüğün kendisi 2B dökme nikelden daha büyük bir yüzey alanına sahiptir. Nikelin iyonik sıvıdan elektrodepolanmasında yüksek yüzey alanına sahip mikropartiküller elde edilmiştir. Bu yüzden nikel kaplı nikel köpük elektrot ile bazik elektrolit arasındaki iyon ve elektron transfer hızı artırıldı. Nikel temelli nikel köpük elektrotunun KOH elektroliti içerisindeki reaksiyon mekanizması, difüzyon kontrollü olarak gerçekleşti. Bağlayıcı içermeyen nikel köpük üzerindeki nikel bazlı elektrot, 5 mV s-1 tarama hızında 1055 F g-1'lik spesifik kapasitansa sahiptir. İyonik sıvı içerisinden nikel köpük yüzey üzerine elde edilen nikel temelli kaplamalar, enerji depolama cihazlarında katot elektrot olarak kullanılabilir.

Nickel based electrode was deposited electrochemically on a nickel foam current collector from choline chloride and urea based ionic liquid for energy storage materials. Electrochemical behaviour of the coatings on the nickel foam in KOH electrolyte was characterised by means of cyclic voltammetry. The electrodes electrodeposited from an ionic liquid could be used as a cathode electrode as they have redox reaction at positive potential (between 0 and 0.6 V). SEM provides the surface morpology of uncoated and coated nickel foam. Nickel foam itself has a greater surface area than a 2D bulk nickel. Nickel microparticles with high surface area on a foam were obtained by electrodeposition of nickel from ionic liquid. The rate of ion and electron transfer between nickel coated nickel foam electrode and alkaline electrolyte has been increased. The reaction mechanism of nickel coated foam electrode was conttrolled by diffusion step in KOH. Nickel-based electrode on nickel foam which did not require a binder had a specific capacitance of 1055 F g-1 at a scan rate of 5 mV s-1. Electrodeposited nickel based coatings on nickel foam from an ionic liquid can be used as a potential cathode electrode in energy storage devices.