Supercapacitors based on conducting polymer/ graphene composite materials

Poli(3,4-etilendiokstiofen) (PEDOT) je π-konjugirani vodljivi polimer koji je pogodan za primjenu u superkondenzatorima kao aktivni materijal. Razlog tome je njegova niska cijena, dobra električna provodnost i pseudokapacitivna svojstva. Dodatno poboljšanje pseudokapacitivnih svojstava moguće je postići ako se koristi kompozitni materijala vodljivi polimer/grafen. Prisustvo grafena u strukturi vodljivog polimera povećava elektronsku vodljivost i njegovu poroznost, čime je olakšana izmjena iona tijekom odvijanja redoks reakcije. Cilj ovog rada je bila ugradnja grafenova oksida (GO) u strukturu PEDOT sloja elektrokemijskim putem u prisustvo površinski aktivne tvari poli(4-stiren sulfonata) (PSS) ili natrijevog dodecil sulfata (SDS). Morfološka i strukturna svojstva slojeva priređenih u prisustvu i bez prisustva grafena određena su korištenjem pretražne elektronske mikroskopije i UV/Vis spektroskopije. Elektrokemijska svojstva slojeva određena su metodama cikličke voltametrije (CV) i elektrokemijske impedancijske spektroskopije (EIS) u otopini 0,1 mol dm^-3 KCl. Od pripremljenih materijala sastavljeni su simetrični superkondenzatori koji su ispitani CV i EIS metodama. Stabilnost superkondenzatora određena je punjenjem/pražnjenjem superkondenzatora kod konstantne vrijednosti struje tijekom 1000 ciklusa.Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) is a π-conjugated conductive polymer which is suitable as active material in supercapacitors application due to low price, good electric conductivity and pseudocapacitive properties. The pseudocapacitive properties of PEDOT layer can be improved by formation of PEDOT/graphene composite materials. The presence of graphene within the structure of conductive polymer increases its porosity and electron conductivity and therefore it facilitates redox reactions of conductive polymer. The goal of this work was to incorporate graphene oxide (GO) within the structure of PEDOT layer by means of electrochemical synthesis in the presence of a surfactant such as poly(4- styrene sulfonate) (PSS) and sodium dodecyl sulfate (SDS). Morphological and structural properties were analyzed by using UV/Vis spectroscopy and scanning electron microscopy. Electrochemical properties of the layers were determined by using cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in 0.1 mol dm^-3 KCl. Symmetric supercapacitors were assembled and tested by using CV and EIS methods. Supercapacitor stability was determined throughout 1000 charging/discharging cycles at constant current value