7412

مروري بر روش‌هاي سنتز كامپوزيت‌هاي گرافني جهت پوشش برروي فوم نيكل و بررسي عملكرد الكتروشيميايي آن به عنوان الكترود ابرخازن

مهندسي مواد و متالورژي

دكتر سعيد رستگاري - دكتر هاجر قنبري

1400/07/20

مهندسي مواد و متالورژي

A review of graphene-based composite synthesis methods for coating on nickel foam, and an evaluation of its electrochemical performance as a supercapacitor electrode

ابرخازن‌ها يكي ازمهم‌ترين ادوات ذخيره انرژي الكتريكي هستند كه پژوهش‌هاي فراواني به منظور افزايش ظرفيت و طول عمر بر روي آن‌ها انجام شده‌است. ساختار الكترود نقش بسزايي در عملكرد ابرخازن‌ها داشته است. گرافن به عنوان ساختار تك‌لايه كربني توانسته جايگاه ويژه‌اي در ساخت الكترودهاي با كارايي بالا ايفا كند. در اين پايان‌نامه مواد الكترودي بر پايه گرافن و سولفيد فلزات از جمله نيكل، از لحاظ چگالي انرژي، پايداري چرخه‌اي استثنايي و عملكرد بسيار خوب الكتروشيميايي بررسي شده‌اند. فناوري‌هاي پيشرفته مربوط به ساخت، پوشش، مشخصه‌يابي و ارزيابي خواص مربوط به ابرخازن‌هاي مبتني بر گرافن به طور مفصل مورد بحث قرار گرفته است، به ويژه خواص ساختارهاي هيبريدي نانوكامپوزيت‌هاي گرافن و اكسيد گرافن با سولفيد / اكسيد فلزات واسطه مورد توجه قرار گرفته است. همچنين تاثير نوع جريان‌روب از جمله فوم‌ها و فويل‌هاي فلزي و طريقه پوشش مواد فعال و تاثير آن بر روي خواص ابرخازني الكترود مورد بررسي قرار گرفته است. هدف از اين پژوهش معرفي مواد فعال الكترودي و روش‌هاي سنتز بهينه است كه از ميان روش‌هاي مختلف، تاكنون سنتز به روش هيدروترمال اقتصادي تر بوده‌است و مواد فعال الكترودي به صورت كامپوزيت گرافن / سولفيد فلزات واسطه عملكرد بهتري داشته‌اند؛ زيرا از قابليت جذب سطحي و هدايت الكتريكي بالا به صورت هم‌زمان برخوردار هستند. از طرفي تاثير آلايش اتم‌ها، از جمله نيتروژن، در ساختار گرافن بر روي خواص الكتروشيميايي بررسي مي‌شود. وجود نيتروژن هدايت الكتريكي را افزايش مي‌دهد. در نهايت، روش‌هاي پوشش مواد الكترودي بر روي فوم نيكل، همچنين روش‌هاي سنتز و پوشش درجا از جمله؛ رسوب‌دهي الكتروشيميايي براي تشكيل الكترود ابرخازن با چگالي توان بالا، ولتاژ كاري گسترده‌تر و ظرفيت ويژه بالاتر مورد بحث واقع مي‌شود.

ابرخازن , گرافن , سولفيد نيكل , خازن هيبريدي , فوم نيكل