اصلاح پارچه هاي كربني با Mno2 دوپ شده با كادميوم و بررسي خواص الكتروشيميايي آن ها

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

كارشناسي ارشد

در اين پايان نامه به منظور تهيه ابرخازن هاي انعطاف پذير با استفاده از روش هيدروترمال پوششي از MnO2 و MnO2 دوپ شده با كادميوم بر روي سطح پارچه كربني ايجاد شد. يكي از معايب MnO2 به عنوان ماده فعال ابرخازني، ظرفيت كم و هدايت نسبتاً پايين آن است. هدف اين تحقيق بهبود خواص ابرخازني MnO2 با استفاده از دوپ كردن كادميوم در آن مي‌باشد. بعد از تهيه الكترودها مورفولوژي، ساختار كريستالي، عناصر تشكيل دهنده و حالت هاي اكسيدي آن ها با استفاده از تكنيك هاي SEM-EDX، EDX-Mapping، XRD و XPS مطالعه شد. همچنين براي مطالعه رفتار الكتروشيميايي الكترودهاي تهيه شده از تكنيك هاي ولتامتري چرخه اي و شارژ/ دشارژ گالوانواستاتيك استفاده شد. نتايج مطالعات الكتروشيميايي نشان دادكه نمونه هاي كادميوم دوپ شده در MnO2 از ظرفيت و عملكرد بهتري نسبت به MnO2 دوپ نشده برخورددار هستند، به گونه اي كه ظرفيت الكترود Cd3-MnO2//CC در سرعت روبش پتانسيل 90 ميلي ولت بر ثانيه برابر با 72/439 ميلي فاراد بر سانتي متر مربع بود كه حدودا دو برابر ظرفيت الكترود MnO2@CC مي باشد. به منظور مطالعه عملي الكترودهاي حاصل، يك دستگاه ابرخازن متقارن انعطاف پذير با استفاده از بهترين الكترود Cd3-MnO2//Cd3-MnO2 ساخته¬ شد و نتايج مطالعات الكتروشيميايي نشان داد كه ابرخازن متقارن داراي ظرفيت ويژه 17/181 ميلي فاراد بر سانتي متر مربع و چگالي انرژي 72/72 ميلي وات ساعت بر سانتي متر مربع و چگالي توان 33/1133 ميلي وات بر سانتي متر مربع مي باشد. همچنين ابرخازن حاصل از انعطاف پذيري خوبي برخورددار است و با خم كردن آن در زواياي مختلف، افت چنداني در ظرفيت ابرخازن مشاهده نشد. تست هاي پايداري چرخه اي ابرخازن حاصل نشان داد كه اين دستگاه قادر است 94 درصد از ظرفيت اوليه خود را پس از 5000 بار شارژ/ دشارژ حفظ كند.

227579

شيمي فيزيك

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان