9142

بررسي اثر افزودن مقادير مختلف مكسين بر خاصيت ابرخازني سولفيد مس سنتز شده به روش هيدروترمال

كارشناسي

مهندسي مواد و متالورژي

1403

دكتر مسعود هاشمي نياسري-دكتر سعيد رستگاري

1403/06/11

مهندسي مواد و متالورژي

Investigation of the Effect of Adding Different Amounts of MXene on the Supercapacitive Properties of Copper Sulfide

در اين پژوهش كامپوزيت سولفيد مس/ مكسين با روش هيدروترمال سنتز شده و عملكرد الكتروشيميايي آنها به عنوان ماده الكترودي ابرخازن ها مورد بررسي قرار گرفت. براي سنتز كامپوزيت سولفيد مس/ مكسين از پيش ماده هاي نيترات سه آبه مس، تيواستاميد، CTAB به عنوان سورفكتانت و پودر مكسين استفاده شد. با توجه به شرايط خاص دو ماده موجود در كامپوزيت، روش هيدروترمال، روشي ساده، تطبيق پذير و مقرون به صرفه از منظر زمان و انرژي است. مشخصه يابي پودر سنتز شده به روش فوق با كمك آزمون هاي پراش پرتو ايكس و ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميدان انجام شد. نتايج اين آزمون ها نشان دهنده قرارگيري دقيق و تجمعي سولفيد مس در داخل لايه هاي مكسين و ايجاد كامپوزيت يكنواخت با مورفولوژي دوبعدي است. بررسي عملكرد الكتروشيميايي پودر هاي سنتز شده با كمك تست هاي ولتامتري چرخه اي، پتانسيوگالوانواستاتيك شارژ/دشارژ و طيف امپدانس الكتروشيميايي انجام شد. بر اساس نتايج ولتامتري چرخه اي حضور پيك هاي رفت و برگشت در نمودار ولتامتري چرخه اي نشان دهنده اين است كه قابليت ذخيره سازي انرژي براي اين ماده وجود دارد. گرچه تمام نمونه ها داراي هر دو پيك اكسايش و كاهش بودند اما كامپوزيت با 20% وزني مكسين بهترين عملكرد را در ذخيره سازي انرژي از خود نشان داد. بر اساس نتايج تست پتانسيو گالوانواستاتيك شارژ/دشارژ بهترين ظرفيت ويژه در ميان نمونه ها با درصد هاي مختلف مكسين براي نمونه با 20% مكسين با ظرفيت ويژه F/g 1121 در چگالي جريان A/g1 است. طيف امپدانس الكتروشيميايي براي بهترين نمونه از نظر ظرفيت ويژه پارامتر هاي R_s (مقاومت محلولي)، R_ct (مقاومت در برابر مبادله الكتروني)، W_o (ضريب واربورگ و مقاومت نفوذي) و C_PE (جز ثابت فلزي) به ترتيب  08/10،  627/7،  735/9 و  0047475/0 است كه نشان دهنده هدايت خوب ماده سنتز شده است.

ابرخازن , سولفيد مس , مكسين , الكتروشيميايي , سنتز هيدروترمال