ساخت ابرخازن هاي نوري بر پايه نانوساختارهاي V2O5 و بررسي خواص فوتوالكتروشيمي آن ها

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

دكتري

در اين كار پژوهشي فوتوابرخازن¬هاي¬ انعطاف¬پذير بر پايه نانوسيم¬هاي واناديم ساخته و رفتار فوتوالكتروشيميايي آن¬ها مورد مطالعه قرار گرفت. در كار اول، فوتوابرخازن انعطاف¬پذير با روشي ساده و كم هزينه بر پايه نانوذره¬هاي واناديم پنتااكسيد، نانوذره¬هاي سلنيوم و پلي پيرول تهيه شد. نانوسيم¬هاي واناديم پنتااكسيد و پلي پيرول بعد از سنتز با نانوذره¬هاي سلنيوم تركيب شده و در شرايط بهينه بر روي الكترود انعطاف¬پذير ITO رسوب گذاري شده و تشكيل فوتوالكترود انعطاف¬پذير ابرخازني Se-V2O5-PPy را دادند. به منظور بررسي رفتار الكتروشيميايي فوتوابرخازن انعطاف¬پذير از روش¬هاي الكتروشيميايي از جمله كرونوپتانسيومتري، ولتامتري چرخه¬اي و امپدانس الكتروشيميايي در سيستم سه الكترودي و دو الكترودي در حضور نور و تاريكي استفاده شد، بطوريكه در حالت سيستم سه الكترودي فوتوالكترود انعطاف¬پذير توانست ظرفيت 375 و 151 ميلي فاراد بر سانتي متر مربع را در حضور نور و تاريكي از خود نشان دهد. همچنين اين سيستم فوتوابرخازني توانست در حالت دوالكترودي بعد از 10000 چرخه شارژ و دشارژ در دماهاي 10-، 0 ، 25 و 40 درجه سانتي¬گراد بترتيب 91، 92، 88 و 85 درصد از ظرفيت اوليه خودش را حفظ كند كه نشان دهنده پايداري و دوام طولاني مدت اين سيستم¬ ابرخازني در محدوده دماهاي مختلف است. همچنين اين سيستم ابرخازني توانست 6 لامپ قرمز LED و 2 موتور فن را تحت حالت¬هاي خمشي مختلف روشن كند. در كار دوم، تاثير نانوذره¬هاي تلوريوم بر روي واناديم پنتااكسيد و پلي پيرول مورد بررسي قرار گرفت براي اين منظور ابتدا پوششي از واناديم پنتااكسيد و پلي¬پيرول بر روي سطح ITO رسوب گذاري شد و سپس نانوذره¬هاي تلوريوم به روش¬ الكتروشيميايي و فوتوالكتروشيميايي در زمان¬هاي مختلف بر روي الكترود حاصل آبكاري شد و سپس رفتار الكتروشيميايي آن¬ها در تاريكي و در حضور نور مورد مطالعه و بررسي قرار گرفت. نتايج الكتروشيميايي نشان دادند كه رفتار خازني فوتوالكترود انعطاف¬پذيري كه در آن تلوريوم به مدت 10 دقيقه به روش فوتوالكتروشيميايي آبكاري شده است نسبت به بقيه نمونه¬ها يك رفتار بهتري را از خود نشان مي¬دهد بطوريكه اين فوتوالكترود انعطاف¬پذير در سيستم سه الكترودي توانست ظرفيت 532 و 412 ميلي فاراد بر سانتي متر مربع را به ترتيب در حضور نور و تاريكي از خود نشان دهد. همچنين پايداري چرخه¬اي اين سيستم¬ فوتو ابرخازني در محدوده دماهاي مختلف از 10-، 0 ، 25 و 50 درجه سانتي¬گراد نيز مورد مطالعه قرار گرفت بطوريكه سيستم ابرخازني توانست بعد از 12000 چرخه كاري بترتيب 87، 89، 92 و 90 درصد از ظرفيت اوليه خودش را حفظ كند. همچنين كاربرد عملي اين فوتو ابرخازن نيز مورد مطالعه قرار گرفت بطوريكه توانست در شرايط خمشي 3 موتور فن و يك موتور كوادكوپتر و همچنين 15 لامپ قرمز LED كه بر روي كوله پشتي و پيراهن دوخته شده را روشن كند.

229611

شيمي فيزيك

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان