Johdepolymeerit superkondensaattoreiden elektrodimateriaaleina
| dc.contributor.author | Tupala, Matti | |
| dc.contributor.department | fi=Kemian laitos|en=Department of Chemistry| | - |
| dc.contributor.faculty | fi=Luonnontieteiden ja tekniikan tiedekunta|en=Faculty of Science and Engineering| | - |
| dc.contributor.studysubject | fi=Materiaalitiede|en=Materials Science| | - |
| dc.date.accessioned | 2018-06-05T10:22:20Z | |
| dc.date.available | 2018-06-05T10:22:20Z | |
| dc.date.issued | 2018-06-05 | |
| dc.description.abstract | Superkondensaattoreiden tärkeimmät ominaisuudet määräytyvät sen elektrodeissa käytettyjen materiaalien perusteella. Käytettyjä materiaaleja ovat kaksoiskerros -kapasitanssia hyödyntävät hiilimateriaalit sekä pseudokapasitanssia käyttävät metallioksidi- ja johdepolymeeri-materiaalit. Johdepolymeerit omaavat yleensä kolme tärkeää ominaisuutta superkondensaattori käyttöön: korkean spesifisen kapasitanssin johtuen koko polymeerin massan osallistumisesta varausprosessiin, seostettuna korkean sähkönjohtavuuden sekä nopean elektroninsiirtokinetiikan varautumisessa tai sen purkautumisessa. Käyttämällä johdepolymeerejä komposiittimateriaaleina hiili- ja metallioksidimateriaalien kanssa saadaan aikaan suorituskyvyiltään parhaat elektrodit. Näissä jokaisen materiaalin hyviä puolia pystytään korostamaan ja vastaavasti huonoja puolia paikkaamaan toisella materiaalilla. Kirjallisuuskatselmuksessa esitetään superkondensaattoreiden toimintaperiaatteita ja miten kaksoiskerros -kapasitanssi ja pseudokapasitanssi syntyvät. Hiili-elektrodimateriaaleista esitellään muun muassa grafeeni ja metallioksideista RuO2 ja MnO2. Johdepolymeereistä tarkastellaan PEDOT:a, PANI:a ja PPy:a. Näitä johdepolymeerejä sisältäviä elektrodi- ja superkondensaattoritutkimuksia kuluvalta vuosikymmeneltä on esitelty kirjallisuuskatsauksen lopuksi. Työn kokeellisessa osassa valmistettiin kerros kerrokselta -menetelmällä ohutkalvoja, jotka koostuivat polyfosfaatti-, cerium- ja grafeenioksidikerroksista. Kalvot päällystettiin johdepolymeerillä sähkön johtavuuden parantamiseksi, joko PPy:lla tai PEDOT:lla, lisäksi valmistettiin muutama kalvo, jossa johdepolymeerinä toimi DAI:sta hydrolysoitu DHI. Kalvojen johtavuutta pyrittiin myös parantamaan pelkistämällä kalvon grafeenioksia. Kalvon ominaisuuksien karakterisointi suoritettiin uv-vis -spektroskopialla, syklisellä voltammetrialla, AFM:lla ja SEM:lla. Spesifiseksi kapasitanssiksi 20-kerroksiselle PEDOT-päällysteiselle kalvolle saatiin 230 F g-1. | - |
| dc.format.content | abstractOnly | - |
| dc.identifier.olddbid | 161935 | |
| dc.identifier.oldhandle | 10024/145182 | |
| dc.identifier.uri | https://www.utupub.fi/handle/11111/5653 | |
| dc.language.iso | fin | - |
| dc.publisher | fi=Turun yliopisto|en=University of Turku| | - |
| dc.source.identifier | https://www.utupub.fi/handle/10024/145182 | |
| dc.title | Johdepolymeerit superkondensaattoreiden elektrodimateriaaleina | - |
| dc.type.ontasot | fi=Pro gradu -tutkielma|en=Master's thesis| | - |