-
شماره ركورد
28865
-
پديد آورنده
عليرضا سربيشه ئي
-
عنوان
بررسي اثر نوع حلال، غلظت پيش سازه ها و نوع و مقدار سورفكتانت بر خواص الكتروشيميايي NiCo2S4 سنتز شده به روش سولووترمال
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالورژي- گرايش شناسايي و انتخاب مواد
-
سال تحصيل
1399
-
تاريخ دفاع
1402/6/22
-
استاد راهنما
دكتر مسعود هاشمي نياسري - دكتر سيد مرتضي مسعودپناه
-
استاد مشاور
دكتر محمد شيخ شاب بافقي
-
دانشكده
مواد و متالورژي
-
چكيده
با پيشرفت روز افزون تكنولوژي نياز به استفاده از منابع تجديدپذير جهت توليد انرژي و به كار بردن تجهيزات مختلف جهت ذخيره سازي آن، اهميت بيشتري پيدا كرده است. از بين تجهيزات مناسب، ابرخازن ها به دلايل گوناگوني در چند دهه اخير توجه زيادي را به خود جلب كرده است. در اين پژوهش صورت گرفته، ماده NiCo2S4 با استفاده از روش سنتز سولوترمال دو مرحله اي بر روي يك زير لايه نيكلي به صورت درجا پوشش داده شد. تاثير عوامل حلال، غلظت پيش سازه ها و نوع و مقدار سورفكتانت بر ساختار، ريزساختار و خواص الكتروشيميايي مورد بررسي قرار گرفت. با در نظر گرفتن اتانول، آب مقطر، اتيلن گيلكول به عنوان حلال هاي انتخابي و با استفاده از پيش سازه هاي نيتراتي به همراه اوره و آمونيوم فلورايد به بررسي دو عامل اول پرداخته شد. علاوه بر آن براي بررسي اثر سورفكتانت، از دو ماده PVP و CTAB استفاده شد. براي اطمينان از صحت روش سنتز، مشخصه يابي فازي به كمك پراش پرتو ايكس از پودر هاي سنتز شده در شرايط مشابه صورت گرفت. همچنين با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي، تصاوير ريزساختار نمونه ها جهت مطالعه تاثير عوامل ذكر شده بر روي آن، مورد بررسي قرار گرفت. در نهايت براي مشخص نمودن نحوه عملكرد هر يك از الكترودهاي سنتز شده، آزمون هاي الكتروشيميايي گوناگوني نظير، آزمون ولتامتري چرخه اي، آزمون شارژ و تخليه گالوانواستاتيك و طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي صورت گرفت. مطابق نتايج بدست آمده، مشخص شد كه نمونه سنتز شده با مقادير 125/0، 25/0، 5/1 و 5/0 ميلي مول به ترتيب از مواد اوليه نيترات نيكل، نيترات كبالت، اوره و آمونيوم فلوريد، با استفاده از حلال آب و اتانول با نسبت حجمي 1:2 در مرحله تشكيل LDH و همراه با استفاده از 1 ميلي مول از سورفكتانت CTAB در مرحله سولفيداسيون، منجر به سنتز ماده NiCo2S4 با ريزساختار نانوصفحه اي شده و اين شرايط سنتز نسبت به مابقي نمونه ها در شرايط سنتزي متفاوت نتايج بهتري را از خود نشان داده و شرايط ذكر شده، به نظر مي رسد كه براي اين پژوهش مناسب است. به گونه اي كه ظرفيت ويژه اي معادل 835 كولن بر گرم يا 1856 فاراد بر گرم در بازه ولتاژي 5/0 – 0 ولت بر حسب Ag/AgCl در چگالي جريان برابر با 1 آمپر بر گرم از خود نشان داد. از الكترود بهينه، همراه با الكترود CuCo2S4 به عنوان كاتد و آند در يك ابرخازن نامتقارن استفاده گرديد كه پس از انجام آزمون هاي مختلف بر روي آن، اين ابرخازن چگالي تواني معادل 5040 وات بر كيلوگرم و چگالي انرژي 2/23 وات ساعت بر كيلوگرم را دارا بود.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1402/07/22
-
عنوان به انگليسي
Investigating the effect of type of solvent, concentration of precursors, and type and amount of surfactant on the electrochemical properties of NiCo2S4 synthesized by the solvothermal method
-
تاريخ بهره برداري
9/12/2024 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
عليرضا سربيشه ئي
-
چكيده به لاتين
With the advancement of technology, the utilization of renewable resources to produce energy and the use of various equipment to store it have become increasingly crucial. In the last few decades, supercapacitors have garnered a great deal of interest among the appropriate instruments for various reasons. The NiCo2S4 material was coated in situ on a nickel substrate using a two-step solvothermal synthesis method, and the effects of solvent agents, the concentration of precursors, and the type and amount of surfactant on the structure, microstructure, and electrochemical properties have been investigated. To assure the accuracy of the synthesis method, materials synthesized under the same conditions were characterized using X-ray diffraction to identify their phase. In addition, the microstructure images of the samples were analyzed using a scanning electron microscope to determine the effect of the aforementioned factors. Various electrochemical tests, including cyclic voltammetry, galvanostatic charge and discharge, and electrochemical impedance spectroscopy, were conducted to evaluate the performance of each of the synthesized electrodes. Based on the obtained results, it was determined that the synthesized sample, which utilized specific quantities of nickel nitrate, cobalt nitrate, urea, and ammonium fluoride (0.125, 0.25, 1.5, and 0.5 mmol, respectively), along with a solvent mixture of water and ethanol in a volume ratio of 2:1 during the LDH synthesis stage, and 1 mmol of CTAB surfactant during the sulfidation stage, exhibited superior performance compared to the other samples tested under identical conditions. These previously mentioned experimental conditions appear to be suitable for the purposes of this study. The observed behaviour exhibited a specific capacity of 835 C g-1 or 1856 F g-1 within the voltage range of 0–0.5 volts, as measured against Ag/AgCl, at a current density of 1 ampere/gram. In the experiment, the optimum electrode is in conjunction with the CuCo2S4 electrode as the cathode and anion in an asymmetric supercapacitor. This particular supercapacitor exhibited a power density of 5040 W/kg and an energy density of 23.2 Wh/kg
-
كليدواژه هاي فارسي
NiCo2S4 , سنتز سولوترمال , سورفكتانت , سنتز درجا
-
كليدواژه هاي لاتين
NiCo2S4 , solvothermal synthesis , Surfactant , in-situ synthesis
-
Author
Alireza Sarbishei
-
SuperVisor
Masood Hasheminiasari - Seyyed Morteza Masoodpanah
-
لينک به اين مدرک :