28829

تهيه و شناسايي چارچوب فلز-آلي MOF-74 و بررسي كاربرد آن در ذخيره انرژي

كارشناسي ارشد

شيمي- شيمي معدني

1400

1402/6/28

فرانك منطقي

شيمي

چارچوب هاي فلز-آلي به دليل اندازه حفره¬هاي مناسب كه انتقال و نفوذ يون ها درون ساختار را امكان پذير مي سازد، توانسته اند در زمينه وسايل ذخيره انرژي به عنوان ماده الكترودي و يا حتي به عنوان پيش ماده براي ماده الكترودي مورد استفاده قرار گيرند. در اين تحقيق از چارچوب فلز-آلي-74 هم به عنوان ماده الكترودي در ساخت ابرخازن و هم به عنوان پيش ماده براي تهيه هيدروكسيد فلزي استفاده شده است. نتايج آزمون هاي ساختار شناسي مانند XRD، FESEM، EDX-MAP، FTIR، BET و TGA نشان داد كه نمونه ها با موفقيت سنتز شدند. چارچوب فلز-آلي-74 دوفلزي منگنز-نيكل با روش حلال گرمايي و به روش درجا روي بستر فوم نيكل سنتز شد. سپس در دماي محيط و در سه غلظت مختلف KOH به هيدروكسيد فلزي تبديل شد. پس از آن، آزمون هاي الكتروشيميايي كه شامل ولتامتري چرخه اي، شارژ-دشارژ گالوانوستاتيكي و طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي است، بر روي آن ها انجام گرفت. الكترود منگنز نيكل هيدروكسيد 6 مولار ظرفيت سطحي mF/cm2 51/4031، را نشان داد . همچنين، اين الكترود پس از 5000 چرخه شارژ-دشارژ متوالي 8/81 درصد از ظرفيت خود را حفظ كرده است كه نشان دهنده پايداري خوب ماده الكترودي است.

1402/07/18

Preparation and Characterization of Metal-Organic Framework (MOF-74) and its Application in Energy Storage

9/18/2024 12:00:00 AM

Metal-organic frameworks have been able to be used as electrode material or even as a precursor for electrode material in the field of energy storage devices due to the size of the appropriate Pores that enable the transfer and penetration of ions within the structure. In this research, metal-organic framework-74 has been used both as an electrode material in the construction of supercapacitors and as a precursor for the preparation of metal hydroxide. The results of structural tests such as XRD, FESEM, EDX-MAP, FTIR, BET, TGA showed that the samples were successfully synthesized. Manganese-nickel Metal-organic framework-74 was synthesized by solvothermal method and in situ method on nickel foam substrate. Then it was converted to metal hydroxide at ambient temperature and in three different concentrations of KOH. Then, electrochemical tests including cyclic voltammetry, galvanostatic charge-discharge and electrochemical impedance spectroscopy were performed on them. MnNi-6 showed the area capacity of 4031.51 mF/cm2. Also, after 5000 consecutive charge-discharge cycles, it has maintained 81.8% of its capacity, which indicates the good stability of the electrode material.

ابرخازن , چارچوب فلز-آلي-74

supercapacitor , Metal-Organic Framework-74

Elahe Torabi

Faranak Manteghi