KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi / 2022 / Cilt: 10 - Sayı: 1

2,3-Di(tiyofen-3-il)piperazin Monomerlerinin Ultrases Destekli Sentezi, İletken Polimerlerinin Hazırlanması ve Süperkapasitör Davranışlarının İncelenmesi

Ultrasound Assisted Synthesis of 2,3-di(thiophene-3-yl)piperazine Monomers, Preparation of Their Conducting Polymers and Investigation of Their Supercapacitor Behaviors

Deniz YİĞİT
Sayfa
398–415
Yayın Tarihi
2022-10-12
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Kapasitif performans test sonuçları PTTP ve PTTQ redoks aktif elektrot malzemelerinin yüksek performanslı pratik süperkapasitör uygulamalarında kullanılabilecek potansiyele sahip ümit vaat eden elektrot malzemeleri olduğunu ortaya koymuştur.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, 2,3-di(tiyofen-3-il)piperazin esaslı iletken polimer türevlerinin elektrokimyasal yük depolama özellikleri incelenmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu amaçla, ilk önce, ultrases destekli bir yöntem kullanılarak 2,3-di(tiyofen-3-il)piperazin halka sistemine sahip yeni elektroaktif monomerlerin sentezi gerçekleştirilmiştir. 2,3-Di(tiyofen-3-il)piperazin monomerleri elektrokimyasal olarak paslanmaz çelik substrat yüzeylerinde polimerleştirilmiş ve poli(2,3-di(tiyofen-3-il)piperazin (PTTP) ve poli(2,3-di(tiyofen-3-il)dekahidrokinoksalin (PTTQ) esaslı redoks aktif elektrot malzemeleri hazırlanmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Kapasitif performans test sonuçları PTTP ve PTTQ redoks aktif elektrot malzemelerinin yüksek performanslı pratik süperkapasitör uygulamalarında kullanılabilecek potansiyele sahip ümit vaat eden elektrot malzemeleri olduğunu ortaya koymuştur.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Ultrases destekli sentez · 3-di(tiyofen-3-il)piperazin türevleri · İletken polimerler

Özet

Bu çalışmada, 2,3-di(tiyofen-3-il)piperazin esaslı iletken polimer türevlerinin elektrokimyasal yük depolama özellikleri incelenmiştir. Bu amaçla, ilk önce, ultrases destekli bir yöntem kullanılarak 2,3-di(tiyofen-3-il)piperazin halka sistemine sahip yeni elektroaktif monomerlerin sentezi gerçekleştirilmiştir. 2,3-Di(tiyofen-3-il)piperazin monomerleri elektrokimyasal olarak paslanmaz çelik substrat yüzeylerinde polimerleştirilmiş ve poli(2,3-di(tiyofen-3-il)piperazin (PTTP) ve poli(2,3-di(tiyofen-3-il)dekahidrokinoksalin (PTTQ) esaslı redoks aktif elektrot malzemeleri hazırlanmıştır. PTTP ve PTTQ redoks aktif malzemelerinin kapasitif performansları dönüşümlü voltametri (CV), galvanostatik şarj-deşarj (GCD) ve elektrokimyasal impedans spektroskopi (EIS) teknikleri kullanılarak araştırılmıştır. PTTP ve PTTQ esaslı elektrot malzemeleri 2,5 mAcm-2 sabit akım yoğunluğunda 175 Fg-1 ve 198 Fg-1 spesifik kapasitans değerlerine ulaşmıştır. Ayrıca, PTTP ve PTTQ, sırasıyla, 70,2 Whkg-1 ve 87,1 Whkg-1 enerji yoğunluğu değerleri ile 7 kWkg-1 ve 6,2 kWkg-1 güç yoğunluğu değerleri sergilemiştir. Bunun yanı sıra, PTTP ve PTTQ elektrot malzemeleri 10 000 şarj-deşarj döngüsü sonunda %80 ve %87,5 gibi oldukça yüksek uzun döngü ömrü kararlılıkları göstermiştir. Kapasitif performans test sonuçları PTTP ve PTTQ redoks aktif elektrot malzemelerinin yüksek performanslı pratik süperkapasitör uygulamalarında kullanılabilecek potansiyele sahip ümit vaat eden elektrot malzemeleri olduğunu ortaya koymuştur.

Abstract

In this study, the electrochemical charge storage properties of poly(2,3-di(thiophene-3-yl)piperazine)-based conducting polymer derivatives were investigated for supercapacitor applications. For this purpose, novel 2,3-di(thiophene-3-yl)piperazine electroactive monomers were sonochemically synthesized and they were electrochemically polymerized on stainless steel substrates to prepare poly(2,3-di(thiophene-3-yl)piperazine (PTTP) and poly(2,3-di(thiophene-3-yl)decahydroquinoxaline (PTTQ)-based redox-active electrode materials. The capacitive performances of PTTP and PTTQ were investigated by cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge-discharge (GCD) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) techniques. PTTP and PTTQ redox-active electrode materials achieved the specific capacitances of 175 Fg-1 and 198 Fg-1 at a constant current density of 2.5 mAcm-2. PTTP and PTTQ electrodes also delivered the energy densities of 70,2 Whkg-1 and 87,1 Whkg-1 and the power densities of 7 kWkg-1 and 6,2 kWkg-1. Besides, PTTP and PTTQ exhibited high long-term cycling stabilities (80% and 87,5% capacitance retentions). The results of capacitive performance tests reveal that PTTP and PTTQ electrode materials are promising redox-active materials for high-performance practical supercapacitor applications.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

YİĞİT, D. (2022). 2,3-Di(tiyofen-3-il)piperazin Monomerlerinin Ultrases Destekli Sentezi, İletken Polimerlerinin Hazırlanması ve Süperkapasitör Davranışlarının İncelenmesi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, Cilt: 10 - Sayı: 1, 398–415. https://ajindex.com/articles/493809

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (11)

  1. D. Yiğit, Ş.O. Hacıoğlu, M. Güllü, L. Toppare, “Novel poly(2,5-dithienylpyrrole) (PSNS) derivatives functionalized with azobenzene, coumarin and fluorescein chromophore units: spectroelectrochemical properties and electrochromic device applications,” New Journal of Chemistry, vol. 39, no. 5, pp 3371-3379, 2015
  2. A. Chaudhary, D.K. Pathak, M. Tanwar, P. Yogi, P.R. Sagdeo, R. Kumar, “Polythiophene–PCBM-based all-organic electrochromic device: fast and flexible,” ACS Applied Electronic Materials, vol. 1, no.1, pp. 58-63, 2019
  3. M. Caliskan, M.C. Erer, S.T. Aslan, Y.A. Udum, L. Toppare, A. Cirpan, “Narrow band gap benzodithiophene and quinoxaline bearing conjugated polymers for organic photovoltaic applications,” Dyes and Pigments, vol. 180, pp. 108479, 2020
  4. T.M. Clarke, A.M. Ballantyne, J. Nelson, D.D. Bradley, J.R. Durrant, (2008), “Free energy control of charge photogeneration in polythiophene/fullerene solar cells: the influence of thermal annealing on P3HT/PCBM blends,” Advanced Functional Materials, vol. 18, no. 24, pp. 4029-4035, 2008
  5. C. Kok, C. Doyranli, B. Canımkurbey, S.P. Mucur, S. Koyuncu, “Effect of thiophene linker addition to fluorene-benzotriazole polymers with the purpose of achieving white emission in OLEDs,” RSC Advances, vol. 10, no. 32, pp. 18639-18647, 2020
  6. J. Ohshita, Y. Tada, A. Kunai, Y. Harima, Y. Kunugi, “Hole-injection properties of annealed polythiophene films to replace PEDOT–PSS in multilayered OLED systems,” Synthetic Metals, vol. 159, no. 3-4, pp. 214-217, 2009
  7. B. Li, D.N. Lambeth, “Chemical sensing using nanostructured polythiophene transistors,” Nano Letters, vol. 8, no. 11, pp. 3563-3567, 2008
  8. T. Minamiki, Y. Hashima, Y. Sasaki, T. Minami, “An electrolyte-gated polythiophene transistor for the detection of biogenic amines in water,” Chemical Communications, vol. 54, no. 50, pp. 6907-6910, 2018
  9. C. Li, G. Shi, “Polythiophene-based optical sensors for small molecules,” ACS Applied Materials & Interfaces, vol. 5, no. 11, pp. 4503-4510, 2013
  10. L. Torsi, A. Tafuri, N. Cioffi, M.C. Gallazzi, A. Sassella, L. Sabbatini, P.G. Zambonin, “Regioregular polythiophene field-effect transistors employed as chemical sensors,” Sensors and Actuators B: Chemical, vol. 93, no. 1-3, pp. 257-262, 2003
  11. L. Zhang, X. Hu, Z. Wang, F. Sun, D.G. Dorrell, “A review of supercapacitor modeling, estimation, and applications: A control/management perspective,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 81,