Applıcatıons Of Three Dımensıonal (3d) Graphene Networks As An Electrode Materıals For Supercapacıtors
Grafen, iki boyutlu bir karbon allotropu olan, Andrei Geim ve Konstantin Novoselov tarafından 2004 yılında keşfedilmiştir. Optik, mekanik ve elektronik özelliklerinin yanı sıra yüzey morfolojisi gibi benzersiz özellikleri nedeniyle grafen, malzeme bilimi ve mühendislik alanında büyük ilgi görmüştür. Grafenin fiziksel ve kimyasal özelliklerini anlamak için birçok çalışma yapılmış ve yüksek kaliteli grafen yapıları üretmek için yenilikçi, düşük maliyetli, çevre dostu bir süreç bulmak için çeşitli yaklaşımlar araştırılmıştır. 2D grafen, büyük bir teorik yüzey alanına (~2630 m2. g-1), mükemmel elektron taşıyıcı hareketliliğine (10.000 cm2. V-1. s-1), yüksek termal iletkenliğe (3000-5000 W. m-1. K-1 oda sıcaklığında), iyi optik şeffaflığa (~97.3%) ve Yong'un modülü ile mükemmel mekanik dayanıklılığa sahiptir. 1.0 TPa (Stankovich et al., 2006; Nair et al., 2006; Lee et al., 2008, Balandin et al., 2008).2D grafen yapıları üretmek için yukarıdan aşağıya ve aşağıdan yukarıya yaklaşımlara dayanan bazı yöntemler vardır. Yukarıdan aşağıya yaklaşımda, grafit ile başlanırken, diğerinde grafit oluşturmak için kullanılan küçük moleküllerden başlanır (aşağıdan yukarıya yaklaşım). Yalnızca bir katman grafen izole etmek zorlu bir görev olduğu gibi, ayrıca grafen katmanlarının stabilizasyonu da zordur. Grafen katmanları stabilize edilmezse, van der Waals kuvvetleri nedeniyle agregasyon veya grafite benzer formlara yeniden yığılma eğilimi gösterirler, bu da erişilebilir yüzey alanını önemli ölçüde azaltabilir ve elektron ve iyon taşınımını sınırlayabilir. 2D saf grafen katmanlarının doğrudan uygulanmasının bazı sınırlamaları vardır, örneğin sıfır bant aralığı, agregasyon eğilimi ve yaygın çözücülerde kötü dağılım. Bu nedenle, en önemli araştırma konularından biri, 2D grafen levhalarını fonksiyonelleştirilmiş 3D grafen yapılarına dönüştürmektir. 2D grafen levhalarının makroskopik 3D ağlara montajı sonucunda, grafen levhalarının yeniden yığılması etkili bir şekilde önlenir ve elde edilen 3D yapılar, büyük özgül yüzey alanına, yüksek düzenli gözenekli yapıya ve bağlantılı grafen iskeletine sahip hızlı elektron taşıma kinetiğine sahiptir. Benzersiz ve üstün özellikleri nedeniyle çeşitli uygulamalara sahiptir.(AI)
Atıf Sayısı :
