شماره ركورد
34498
پديد آورنده
مبينا حاجي رضايي
عنوان
ررسي تاثير نوع و مقدار سورفكتانت بر ريزساختار و ساختار و خواص الكتروشيميايي MMoS4(M=Ni, Co) سنتز شده به روش سولوترمال براي كاربرد ابر خازن
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالورژي
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1404/07/29
استاد راهنما
دكتر مسعود هاشمي نياسري
استاد مشاور
دكتر سيد مرتضي مسعودپناه
دانشكده
مهندسي مواد و متالورژي
چكيده
بهواسطهي ويژگيهاي برجستهاي نظير چگالي توان بالا و طول عمر چرخهاي بسيار زياد، ابرخازنها در سالهاي اخير توجه گستردهاي را در حوزهي ذخيرهسازي انرژي به خود جلب كردهاند.اين پژوهش سنتز سولووترمال دو مرحلهاي مواد الكترودي NiMoS4 و Ni0.5Co0.5MoS4 بر روي زير لايه فوم نيكل انجام شد. در مادهي الكترودي NiMoS4 اثر نوع و مقدار سورفكتانت، مرحله اضافه كردن سورفكتانت و تغيير پيش ماده نيكل به كبالت مورد تحقيق قرار گرفت. مشخصهيابي فازي پودرهاي حاصل از سنتز مرحله اول و دوم با آناليز پراش پرتو ايكس و ريزساختار الكترودهاي پوشش دادهشده با ماده الكترودي، توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي انجام شد. نتايج اين آناليزها تشكيل لايه دوگانه هيدروكسيدي پس از مرحله اول و تشكيل فاز سولفيدي پس از سنتز مرحله دوم را نشان داد. عملكرد الكتروشيميايي نمونهها با استفاده از آزمونهاي ولتامتري چرخهاي، شارژ – تخليه گالوانواستاتيك، طيفسنجي امپدانس الكتروشيميايي بررسي شد. سنتز نمونه NiMoS4 با اضافه كردنmmol CTAB 7/0 به محلول سولفيد سديم 9آبه، منجربه ايجاد مناسبترين نمونه از فازهاي سولفيدي NiS2 و MoS2 با ريزساختار سوزنيشكل و ظرفيت شارژ – تخليه 11/1231 فاراد بر گرم در چگالي جريان 1 آمپر بر گرم با پارامترهاي مقاومتي كمتر نسبت به ماده الكترودي سنتز شده بدون استفاده از سورفكتانت شد. همچنين با تغيير سورفكتانت و استفاده از PVP، مناسبترين الكترود با مقدار mmol PVP7/0 تشكيل شد كه فاز سولفيدي داراي ريزساختار سوزنيشكل و خواص الكتروشيميايي قابل توجه و ظرفيت شارژ – تخليه 7/727 فاراد بر گرم در چگالي جريان 1 آمپر بر گرم بود.
در نمونه Ni0.5Co0.5MoS4 بدون سورفكتانت ظرفيت شارژ- تخليه 86/810 فاراد بر گرم به دست آمد كه نسبت به نمونه NiMoS4بدون سورفكتانت افزايش يافته است. از مناسبترين نمونهي پوشش داده شده ماده NiMoS4به عنوان الكترود مثبت وكربن فعال پوشش داده شده به عنوان الكترود منفي در ابرخازن نامتقارن استفاده شد. ابرخازن ساخته شده داراي چگالي انرژي 28/26 وات ساعت بر كيلوگرم، چگالي توان 1125 وات بر كيلوگرم و قابليت حفظ 100% از ظرفيت اوليه پس از 5000 سيكل شارژ – تخليه است.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/11/19
عنوان به انگليسي
Investigation of the effect of surfactant type and amount on the microstructure, structure and electrochemical properties of (MMoS4(M=Ni,Co) synthesized by sol-thermal method for supercapacitor application
تاريخ بهره برداري
2/1/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مبينا حاجي رضائي
چكيده به لاتين
Due to their outstanding properties such as high power densities and very long lifetimes, supercapacitors have attracted attention in the field of energy storage in recent years. The performance of supercapacitors is significantly dependent on the characteristics of the electrode used. In this study, two-step solvothermal synthesis of NiMoS4 and Ni0.5 Co0.5 MoS4 electrodes was carried out on a nickel foam substrate. In the NiMoS4 electrode material, the effect of the type and amount of surfactant (CTAB and PVP), the step of adding the surfactant, and the change of the nickel precursor to cobalt were investigated. The phase characterization of the powders obtained from the second-stage synthesis was carried out by X-ray diffraction analysis and the reconstruction of the electrodes coated with the electrode material was carried out by scanning electron microscopy. Based on the results obtained from the analyses, the sulfide phase was identified after the second-stage synthesis. The electrochemical performance of the samples was investigated using cyclic voltammetry, galvanostatic charge-discharge, and electrochemical impedance spectroscopy. Synthesis of NiMoS4 sample using 0.7 mmol CTAB in 9-aqueous sodium sulfide solution resulted in the formation of the most suitable sample with needle-shaped microstructure and charge capacity of 1231.11 Farad/g at a current density of 1 A/g with lower resistance shutters than the sulfide material. Also, by changing the surfactant and using PVP, the most suitable electrode was formed with 0.7 mmol PVP, which had needle-shaped microstructure and remarkable electrochemical properties and charge capacity of 727.7 Farad/g at a current density of 1 A/g. The most suitable coated samples were used as positive electrode and coated activated carbon as negative electrode in the asymmetric supercapacitor. The fabricated supercapacitor has a density of 26.28 Wh per capacity, a power density of 1125 Wh per capacity, and the ability to retain 100% of the initial capacity after 5000 charge-discharge cycles.
كليدواژه هاي فارسي
سنتز سولووترمال , سورفكتانت , NiMoS4 , PVP , CTAB , ابرخازن نامتقارن
كليدواژه هاي لاتين
Solvothermal synthesis , surfactant , NiMoS4 , CTAB , PVP , asymmetric supercapacitor
Author
mobina hajirezaee
SuperVisor
Dr. Hashemi