-
شماره ركورد
31118
-
پديد آورنده
عليرضا غلامي پشتهاني
-
عنوان
بررسي ظرفيت ذخيره سازي الكتروشيميايي هيدروژن بوروفن سنتز شده به روش لايه برداري فاز مايع
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالورژي
-
سال تحصيل
1401
-
تاريخ دفاع
1403/4/27
-
استاد راهنما
دكتر حسين آقاجاني
-
استاد مشاور
دكتر آروين تقي زاده تبريزي
-
دانشكده
دانشكده مهندسي مواد و متالورژي
-
چكيده
بوروفن، يك مادهي دوبعدي جديد با پتانسيل بالا براي كاربردهاي مختلف ذخيرهسازي است. خواص منحصر به فرد بوروفن، توجه بسياري از پژوهشگران حوزهي ذخيرهسازي انرژي را جلب كرده است. با توجه به شباهتهاي ساختاري بوروفن و گرافن، ذخيرهسازي هيدروژن يكي از كاربردهاي محتمل بوروفن است. اين پژوهش سنتز بوروفن چند لايه به روش لايهبرداري فاز مايع به كمك سولوترمال را بررسي و اثر حلالهاي استون، اتيلن گليكول و دي متيل فرمآميد در دو زمان سولوترمال 24 و 48 ساعت را بر روي محصول نهايي گزارش ميدهد. براي اثبات موفقيت آميز بودن روش سنتز، از تكنيكهاي مشخصهيابي مختلفي استفاده شده است. پراش پرتو ايكس (XRD)، طيفسنجي رامان (Raman Spectroscopy)، طيفسنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FT-IR) و طيفسنجي فوتوالكترون پرتو ايكس (XPS) تشكيل بوروفن چند لايه را تأييد كردند. همچنين، ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FE-SEM) براي بررسي مورفولوژي نانوصفحات سنتز شده استفاده شد و از ميكروسكوپ الكتروني عبوري با حد تفكيك بالا (HRTEM) جهت مطالعات بلوري نمونهها استفاده شد. با افزايش زمان سولوترمال، ساختارهاي دوبعدي واضحتري شكل گرفت. ظرفيت ذخيره سازي هيدروژن نمونههاي سنتز شده با استفاده از روش الكتروشيميايي سه الكترودي در محلول پتاسيم هيدروكيد (KOH) 3 مولار و در محدودهي پتانسيلي منفي ارزيابي شد. ولتامتري چرخه اي (CV) در بازهي پتانسيلي 2/1- تا 0 V، شارژ و دشارژ گالوانوستاتيك (GCD) در بازهي پتانسيلي 1- تا 0 V و طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي (EIS) براي بررسي حالتهاي متفاوت الكتروشيميايي بوروفن چند لايه استفاده شد. بيشترين ظرفيت ذخيرهسازي هيدروژن مربوط به نمونهي سنتز شده با حلال اتيلن گليكول در زمان سولوترمال 48 ساعت است. مقدار ذخيرهسازي هيدروژن اين نمونه در چگالي جريان Ag-1 1 برابر با mAhg-1 53/3 است. نتايج طيفسنجي امپدانس الكتروشيميايي نشان داد كه ميل به واكنش نمونهها وابسته به نوع حلال مورد استاده است، در حالي كه مقاومت الكتروليت در نمونهها وابسته به زمان فرآيند سولوترمال است.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1403/06/05
-
عنوان به انگليسي
Investigating the Electrochemical Hydrogen Storage Capacity of Liquid Phase Exfoliation Method Synthesized Borophene
-
تاريخ بهره برداري
7/17/2025 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
عليرضا غلامي پشتهاني
-
چكيده به لاتين
Borophene is a new two-dimensional (2D) material with high potential for various energy storage applications. Borophene's unique properties have attracted the attention of many researchers in the field of energy storage. Due to structural similarities of Borophene and Graphene, hydrogen storage is one of the possible applications of Borophene. This research examines the synthesis of multi-layered Borophene through solvothermal assisted liquid phase exfoliation (SA-LPE) method and reports the effect of acetone, ethylene glycol and dimethylformamide solvents on the final product in two solvothermal times of 24 and 48 hours. To prove the the success of synthesis, various characterization techniques have been used. X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) confirmed the formation of multilayer Borophene. Also, field emission scanning electron microscope (FE-SEM) was used to examine the morphology of synthesized nanosheets and high resolution transmission electron microscope (HRTEM) was used for crystal studies of the samples. With the increase of solvothermal time, better seen two-dimensional structures were formed. The hydrogen storage capacity of the synthesized samples was evaluated using the three-electrode electrochemical method in 3 M potassium hydroxide (KOH) solution and in a negative potential range. Cyclic voltammetry (CV) in the potential range of -1.2 to 0 V, galvanostatic charge and discharge (GCD) in the potential range of -1 to 0 V and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were used to investigate different electrochemical states of multilayer Borophene. The highest hydrogen storage capacity is related to the sample synthesized with ethylene glycol solvent at 48 hours of solvothermal time. The amount of hydrogen storage of this sample at a current density of 1 Ag-1 is equal to 3.53 mAhg-1. The results of electrochemical impedance spectroscopy showed that the reaction tendency of the samples depends on the type of solvent used, while the resistance of the electrolyte in the samples is related to the time of the solvothermal process.
-
كليدواژه هاي فارسي
بور , بوروفن , مواد دوبعدي , ذخيره سازي الكتروشيميايي هيدروژن , لايه برداري فاز مايع
-
كليدواژه هاي لاتين
Boron , Borophene , 2D Materials , Electrochemical Hydrogen Storage , Liquid Phase Exfoliation
-
Author
Alireza Gholami Poshtahani
-
SuperVisor
Dr. Hossein Aghajani
-
لينک به اين مدرک :