تهيه چارچوب‌هاي آلي-فلزي نيكل و كبالت با ليگاند 1، 3، 5-بنزن تري كربوكسيليك اسيد بر روي سطح نانولوله‌هاي تيتانيوم دي اكسيد و كاربرد آن در ابرخازن‌هاي نوري

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

كارشناسي ارشد

افزايش تقاضا براي فناوري‌هاي ذخيره‌سازي انرژي، نياز به كشف و توسعه مواد پيشرفته براي توليد و ذخيره‌سازي پايدار انرژي را برجسته كرده است. در اين مطالعه، چارچوب‌هاي آلي-فلزي (MOFs) تك‌لايه و دولايه بر روي نانولوله‌هاي تيتانيوم دي‌اكسيد دوپ‌شده با تنگستن تري اكسيد (WTNT) رسوب داده شد و يك الكترود براي ابرخازن‌هاي نوري ساخته شد. نانولوله‌هاي تيتانيوم دي اكسيد دوپ‌شده با استفاده از روش آندايز تهيه شدند. براي رسوب‌دهي چارچوب‌هاي آلي-فلزي تك‌لايه و دولايه بر روي WTNT، از يك روش آبكاري الكتروشيميايي استفاده شد. نتايج آزمون‌هاي الكتروشيميايي، هم در شرايط تاريكي و هم در حضور نور، نشان‌دهنده عملكرد بهتر الكترود دولايه Ni-Co-BTC/WTNT در قابليت ذخيره بار بود. اين الكترود بيشترين ظرفيت را نسبت به ساير الكترودها ثبت كرد، به طوري كه در دانسيته جريان 04/0 ميلي آمپر بر سانتي متر مربع، ظرفيت آن mAh.cm-2 14/1 در تاريكي بود و پس از قرار گرفتن در معرض نور، اين مقدار به mAh.cm-233/3 افزايش يافت. به منظور بررسي كاربرد عملي الكترود در يك سيستم واقعي، يك سيستم دو الكترودي ساخته شد. نتايج اين سيستم نشان داد كه عملكرد در پيكربندي متقارن بسيار بهتر از پيكربندي نامتقارن است. در سيستم نامتقارن، ظرفيت در جريان 04/0 ميلي آمپر بر سانتي متر مربع در تاريكي mAh.cm-2 18/0 بود كه پس از قرار گرفتن در معرض نور حدود 4 برابر شد و به mAh.cm-275/0 افزايش يافت. در مقايسه، سيستم متقارن در شرايط تاريكي ظرفيت mAh.cm-2 1 را نشان داد كه در شرايط مشابه افزايش 5 برابري نسبت به سيستم نامتقارن داشت. پايداري چرخه‌اي الكترود نيز مورد ارزيابي قرار گرفت. پس از 8000 چرخه شارژ/دشارژ، الكترود در سيستم نامتقارن 7/98 درصد ظرفيت اوليه خود را در تاريكي و 3/89 درصد در حضور نور حفظ كرد. همچنين در سيستم متقارن، پايداري چرخه‌اي بسيار بالايي مشاهده شد. به طوري كه پس از 8000 چرخه، 1/91 درصد ظرفيت خود را حفظ كرد. اين نتايج پايداري و بازده بالاي الكترود ساخته شده را تاييد مي‌كند. به طور كلي، اين مطالعه يك راهكار اميدواركننده براي توسعه مواد الكترود نوري با كارايي بالا براي استفاده در دستگاه‌هاي ذخيره انرژي ارائه مي‌كند.

233400

نانوشيمي

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان