تهیه نانوچندسازه منگنز اکسید/گرافن بر روی فولاد ضد زنگ برای ابرخازن با عملکرد بالا
چکیده
هدف از این پروژه، سنتز نانو ورقه های گرافن، نانوچندسازه بر پایه گرافن و نانوذرات منگنز اکسید (mno2) و به کارگیری آن به عنوان مواد فعال الکترودی در ابرخازنها می باشد. در این راستا، فیلم نازکی از گرافن اکسید با استفاده از فن ترسیب الکتروفورتیک از سوسپانسیون گرافن اکسید سنتز شده، بر روی فولاد ضد زنگ رونشین شده و سپس با روش الکتروشیمیایی به گرافن کاهش یافت. سپس، با استفاده از فن ترسیب دوپتانسیلی نانوذرات mno2 بر روی فیلم گرافن ترسیب شدند. ریخت شناسی و ساختار گرافن و نانوچندسازه تهیه شده با استفاده از فنون پراش اشعه ایکس، میکروسکوپی الکترونی روبشی و طیف سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه بررسی گردید. نتایج حاصل از این مطالعات نشان می دهد که نانوذرات mno2 دارای ساختار آلفا بوده این نانوذرات دارای ابعاد در گستره 40-70 نانومتر قرار دارد و به صورت یکنواخت بر روی فیلم گرافن سنتز گردید. رفتار خازنی الکترودهای تهیه شده با استفاده از ولتامتری چرخه ای، آزمون پر/تخلیه شدن گالوانواستاتیکی و طیف بینی امپدانس الکتروشیمیایی در سیستم سه الکترودی در محلول m 5/0 سدیم سولفات به عنوان الکترولیت بررسی شد. به دلیل ساختار منحصر بفرد نانوچندسازه ی mno2/گرافن، ظرفیت ویژه خازنی به بزرگی 392 فاراد بر گرم در چگالی جریان 1 آمپر بر گرم می باشد که بیشتر از ظرفیت ویژه خازنی گرافن (159 فاراد بر گرم) در این چگالی جریان می باشد. نتایج حاصل از بررسی بهبود رفتار خازنی را تأیید می کند که به دلیل اثر هم افزایی mno2 و گرافن می باشد.