Elektrod superkapasitor daripada komposit karbon teraktif dan grafen dengan perekat PVDF-HFP

Abstract

Elektrod superkapasitor elektrokimia dwi-lapisan telah dihasilkan menggunakan serbuk karbon monolit teraktif (KMT) sebagai bahan pemula dan grafen sebagai bahan tambah. Elektrod telah disediakan dengan mencampurkan serbuk KMT dan grafen dengan peratus berat yang berbeza (0, 5, 10, 20 dan 40 % bt.) yang ditambah larutan polivinilidena fluorida-heksafluoropropilena (PVDF-HFP) sebagai agen perekat serta karbon hitam sebagai agen konduksian. Pencirian fizikal dijalankan ke atas elektrod dengan menggunakan kaedah pembelauan sinar-X (XRD) dan isoterma jerapan-nyahjerapan. Prestasi sel superkapasitor dengan elektrolit akueus 6 M KOH telah diuji menggunakan kaedah spektroskopi impedans elektrokimia (EIS), voltametri berkitar (CV) dan cas-discas galvanostatik (GCD). Sel superkapasitor dengan bahan tambah grafen 5 % bt. (KMT05) didapati mempunyai kapasitans tentu yang tertinggi (172 F g-1), tenaga tentu yang tertinggi (11 Wh kg-1), kuasa tentu yang tertinggi (196.13 W kg-1), masa gerak balas terendah (2 s) serta rintangan pemindahan cas terendah (2.4 Ω) berbanding sel-sel yang lain. Ini menunjukkan bahawa bahan tambah grafen 5 % bt. adalah optimum untuk meningkatkan prestasi sel. Hasil ini selaras dengan saiz mikrohablur serta luas permukaan tentu KMT05X yang lebih besar berbanding KMT tanpa bahan tambah grafen (KMT00X).