27061

تاثيرنانوذرات اكسيد فلزي برخواص الكتريكي و دي الكتريك فيلم هاي پلي آميد

كارشناسي ارشد

نانوشيمي

1398

1401/3/11

دكتر سيد مرتضي موسوي خوشدل

دكتر محمدصادق ذاكرحميدي

شيمي

امروزه پژوهشگران و محققان دانشگاهي به دنبال ابزاري جهت بكارگيري در حوزه ي ذخيره انرژي الكتريكي هستند كه علي رغم داشتن مزاياي باتري ها و خازن ها، فاقد معايب اين دو وسيله باشد.در واقع باتري ها در مقايسه با خازن ها چگالي انرژي بالاتري دارند، اما به دليل بهره گيري از واكنش هاي شيميايي، عملكرد سريعي ندارند و به عبارت ديگر چگالي توان آن ها كم مي باشد. از سوي ديگر خازن ها به دليل بهره گيري از جداسازي الكتروستاتيكي بارهاي الكتريكي، انرژي ذخيره شده را به سرعت در اختيار مصرف كننده قرار مي دهند و چگالي توان بالايي دارند و در عين حال مشكل اساسي آن ها ذخيره ي كم انرژي مي باشد. طراحي و ساخت ابرخازن ها،اين مشكلات را تا حدودي حل مي كند. تاكنون مواد و روش هاي متنوعي در ساخت ابرخازن ها مورد استفاده قرار گرفته است و توجه به مسائل زيست محيطي و در نظر گرفتن اهداف شيمي سبز،يكي از فاكتورهاي اساسي توليد مواد نوين در دنياي امروز است. در اين پژوهش،مواد نانوكامپوزيتي جهت ساخت الكترودهاي يك ابرخازن كاغذي مورد بهره برداري قرار گرفتند و دو رويكرد جهت مطالعه ي تاثيرات اين مواد دنبال شد.در رويكرد اول از پليمر پلي آميد(PA) به عنوان ماده ي الكترودي در ابرخازن استفاده شد و در رويكرد بعدي از پليمر پلي آميد كامپوزيت شده با نانوذرات اكسيد فلزي ZnO كه در سه درصد حجمي متفاوت 1%،3% و 5% تهيه شده بودند،براي ساخت سل الكتروشيميايي بهره گرفته شد. چرخه ولتامتريك،نمودارهاي شارژ و دشارژ و اندازه گيري ظرفيت ابرخازن انجام گرفت و در حالت هاي مختلف نرخ اسكن ولتاژي،ظرفيت ويژه نمونه هاي ساخته شده گزارش شد و توان ويژه ي هر كدام از الكترودها مورد بحث قرار گرفت. مقادير كمي گزارش شده از اين سلسله آزمايش ها نشان داد كه مواد الكترودي حاوي نانوذرات اكسيد فلزي،چگالي توان بالاتري را نسبت به نمونه ي فاقد اين نانوذرات تامين مي كند. واژگان كليدي: ابرخازن،نانوكامپوزيت،ماده ي الكترودي،نانو ذرات اكسيد فلزي،ظرفيت الكتريكي

1401/07/12

The influence of metal oxides nanoparticles on the dielectric and electrical properties of polyamide (PA) films

6/1/2023 12:00:00 AM

Nowadays academic researchers are looking for device to be used in the field of electrical energy storage that despite the advantages of batteries and capacitors does not have the disadvantages of these two devices. In fact, batteries have a higher energy density than capacitors, but due to the use of chemical reactions, they do not function quickly. In other words, their power density is low. Capacitors, on the other hand, due to the use of electrostatic separation of electrical charges, provide stored energy to the consumer quickly and have a high power density, and at the same time their main problem is low energy storage. The design and construction of supercapacitors solves these problems to some extent. So far, various materials and methods have been used in the construction of supercapacitors and paying attention to environmental issues and considering the goals of green chemistry is one of the basic factors in the production of new materials in today's world. In this study, nanocomposite materials were used to make electrodes of a paper supercapacitor and two steps were followed to study the effects of these materials. In the first step, polyamide polymer (PA) was used as the electrode material in the supercapacitor and in The next step, the polymer composite with ZnO metal oxide nanoparticles prepared in three different volume percentages of 1%, 3% and 5% to make electrochemical cells. Voltmetric cycles, charge and discharge diagrams, and supercapacitor capacity measurements were performed and In different voltage scan rates. The specific capacities of the fabricated samples were reported and the specific power of each electrode was discussed. The experimental data obtained in this work showed that the electrode material containing metal oxide nanoparticles provided a higher power density than the sample without these nanoparticles. Keywords: supercapacitor, nanocomposite, electrode material, metal oxide nanoparticles, electrical capacity.

ابرخازن , نانوكامپوزيت

supercapacitor , nanocomposites

elaheh jafarpoor

morteza mousavi khoshdel