تهيه لايه هاي فلز/ديالكتريك براي ابرخازن هاي پايه گرافن و بررسي خواص طيفي آنها

رستم مراديان

دانشگاه رازي

دكتري

1400/6

ابرخازنهاي انعطافپذير، يكي از ابزارهاي ذخيرهكننده انرژي در حال ظهور براي ساخت دستگاههاي الكترونيكي سبك و انعطافپذير هستند. چالشهايي در تهيه و توسعه ابرخازنهاي انعطافپذير وجود دارد كه برخي از آنها، معماري درست در ساخت ابر خازنها و نيز تهيه مواد فعال با عملكرد ذخيره بار بالا است. در يكي از پژوهشهاي انجام شده در اين رساله، براي طراحي و ساخت الكترودهاي مسطح و ساندويچي از يك رويكرد ساده، كم هزينه، مقياس پذير و سازگار بامحيط زيست استفاده شده است. ماده فعال ابرخازنهاي مسطح و نوع ساندويچ، نانوكامپوزيتهاي گرافن/ پلي آنيلين است كه به روش هيدروترمال تهيه شدند و مستقيماً به عنوان الكترود ابرخازن بر زيرلايه انعطافپذير پلاستيكي ريخته شدند. در ساخت الكترودهاي ابرخازن با اين روش، برخلاف روشهاي معمول، از پرس مكانيكي استفاده نشد با اين حال، مواد فعال الكترود، چسبندگي بسيار خوبي به زيرلايه نشان دادند. ظرفيت ميكروابرخازن مسطح تهيه شده در اين پژوهش، 99 فاراد بر گرم در جريان 5/0 ميلي آمپر بود و ظرفيت ابرخازن ساندويچي ساخته شده 337 فاراد بر گرم در چگالي جريان 25/0 آمپر بر گرم بدست آمد. بعلاوه، كاهش زمان و هزينه در فرآيندهاي ساخت ابرخازنها از فاكتورهاي مهم در توليد ريز ساختهاي انعطافپذير هستند. در پژوهش ديگر ارائه شده در اين رساله، با روشي ساده، مقياسپذير و مقرون به صرفه از ميكروابرخازنهاي انعطافپذير گرافن و گرافن/ پلي آنيلين ساخته شدند. در اين پژوهش براي نخستين بار در كمترين زمان ممكن، احياي اكسيد گرافن، تهيه نانوكامپوزيت گرافن/ پلي آنيلين و ساخت الگوهاي ميكروالكترودهاي ابرخازن بر زيرلايه انعطافپذير، همزمان و در يك مرحله توسط تابش ليزر انجام شد. ظرفيت ابرخازن نانوكامپوزيت در اين روش 72 ميلي فاراد بر سانتيمتر مربع در چگالي جريان 035/0 ميلي آمپر بر سانتيمتر مربع بدست آمد.

210071

دانشكده علوم

دانشگاه رازی کرمانشاه

ايرج منوچهري

رستم مراديان