Peningkatan Prestasi Elektrokimia Komposit Karbon Nanotiub/Mangan Sulfida (CNT/MnS) melalui Pengoptimuman Kandungan CNT sebagai Elektrod dalam Superkapateri

Mangan sulfida (MnS) berpotensi tinggi sebagai bahan elektrod kerana nilai teori kapasitinya yang tinggi. Namun, MnS mempunyai kekonduksian yang rendah, justeru, mengehadkan kecekapan prestasi elektrokimianya. Oleh itu, karbon nanotiub (CNT) diperkenalkan sebagai bahan sokongan konduktif bagi meningkatkan prestasi MnS. Kajian ini menggunakan kaedah pertumbuhan CNT/MnS melalui proses hidroterma dengan kuantiti berat CNT dipelbagaikan bagi menentukan nisbah optimum melalui nilai kapasitans khusus tertinggi. Kaedah ini dipilih untuk membolehkan fabrikasi elektrod tanpa penggunaan bahan pengikat, sekali gus dapat mengurangkan rintangan antara bahan aktif dan substrat serta meningkatkan kecekapan pemindahan cas. Melalui analisis pembelauan sinaran-X (XRD), kekisi CNT/MnS menunjukkan bahawa kehadiran CNT tidak mengganggu kehabluran MnS. Manakala, imej mikroskop elektron imbasan pancaran medan (FESEM) pula menunjukkan bahawa CNT mempunyai struktur rangkaian bersambung yang menggabungkan kepingan MnS kepada morfologi berbentuk bunga. Berdasarkan pencirian elektrokimia, komposit dengan nisbah berat CNT:MnS = 1:1 (CNT/MnS-1) menunjukkan kapasitans khusus tertinggi (11386 Cg-1 pada 2 Ag-1). Peningkatan ini dikaitkan dengan kekonduksian CNT yang tinggi dan pembentukan rangkaian konduktif berterusan yang menstabilkan struktur bahan semasa proses cas dan nyahcas. Justeru, keseimbangan nisbah berat CNT/MnS merupakan parameter kritikal kerana prestasi elektrokimia ditentukan oleh sinergi antara kekonduksian elektrik CNT dan aktiviti redoks MnS. Oleh itu, pengoptimuman nisbah berat kedua-duanya adalah penting untuk mencapai keseimbangan antara pemindahan elektron yang cekap dan kapasiti penyimpanan cas yang tinggi.