ساخت ابرخازن های نوری بر پایه نانوساختارهای V2O5 و بررسی خواص فوتوالكتروشیمی آن ها
تاریخ دفاع
استاد
محمدمحسن مومني هامانه
دانشکده
شیمی
در این کار پژوهشی فوتوابرخازن¬های¬ انعطاف¬پذیر بر پایه نانوسیم¬های وانادیم ساخته و رفتار فوتوالکتروشیمیایی آن¬ها مورد مطالعه قرار گرفت. در کار اول، فوتوابرخازن انعطاف¬پذیر با روشی ساده و کم هزینه بر پایه نانوذره¬های وانادیم پنتااکسید، نانوذره¬های سلنیوم و پلی پیرول تهیه شد. نانوسیم¬های وانادیم پنتااکسید و پلی پیرول بعد از سنتز با نانوذره¬های سلنیوم ترکیب شده و در شرایط بهینه بر روی الکترود انعطاف¬پذیر ITO رسوب گذاری شده و تشکیل فوتوالکترود انعطاف¬پذیر ابرخازنی Se-V2O5-PPy را دادند. به منظور بررسی رفتار الکتروشیمیایی فوتوابرخازن انعطاف¬پذیر از روش¬های الکتروشیمیایی از جمله کرونوپتانسیومتری، ولتامتری چرخه¬ای و امپدانس الکتروشیمیایی در سیستم سه الکترودی و دو الکترودی در حضور نور و تاریکی استفاده شد، بطوریکه در حالت سیستم سه الکترودی فوتوالکترود انعطاف¬پذیر توانست ظرفیت 375 و 151 میلی فاراد بر سانتی متر مربع را در حضور نور و تاریکی از خود نشان دهد. همچنین این سیستم فوتوابرخازنی توانست در حالت دوالکترودی بعد از 10000 چرخه شارژ و دشارژ در دماهای 10-، 0 ، 25 و 40 درجه سانتی¬گراد بترتیب 91، 92، 88 و 85 درصد از ظرفیت اولیه خودش را حفظ کند که نشان دهنده پایداری و دوام طولانی مدت این سیستم¬ ابرخازنی در محدوده دماهای مختلف است. همچنین این سیستم ابرخازنی توانست 6 لامپ قرمز LED و 2 موتور فن را تحت حالت¬های خمشی مختلف روشن کند. در کار دوم، تاثیر نانوذره¬های تلوریوم بر روی وانادیم پنتااکسید و پلی پیرول مورد بررسی قرار گرفت برای این منظور ابتدا پوششی از وانادیم پنتااکسید و پلی¬پیرول بر روی سطح ITO رسوب گذاری شد و سپس نانوذره¬های تلوریوم به روش¬ الکتروشیمیایی و فوتوالکتروشیمیایی در زمان¬های مختلف بر روی الکترود حاصل آبکاری شد و سپس رفتار الکتروشیمیایی آن¬ها در تاریکی و در حضور نور مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. نتایج الکتروشیمیایی نشان دادند که رفتار خازنی فوتوالکترود انعطاف¬پذیری که در آن تلوریوم به مدت 10 دقیقه به روش فوتوالکتروشیمیایی آبکاری شده است نسبت به بقیه نمونه¬ها یک رفتار بهتری را از خود نشان می¬دهد بطوریکه این فوتوالکترود انعطاف¬پذیر در سیستم سه الکترودی توانست ظرفیت 532 و 412 میلی فاراد بر سانتی متر مربع را به ترتیب در حضور نور و تاریکی از خود نشان دهد. همچنین پایداری چرخه¬ای این سیستم¬ فوتو ابرخازنی در محدوده دماهای مختلف از 10-، 0 ، 25 و 50 درجه سانتی¬گراد نیز مورد مطالعه قرار گرفت بطوریکه سیستم ابرخازنی توانست بعد از 12000 چرخه کاری بترتیب 87، 89، 92 و 90 درصد از ظرفیت اولیه خودش را حفظ کند. همچنین کاربرد عملی این فوتو ابرخازن نیز مورد مطالعه قرار گرفت بطوریکه توانست در شرایط خمشی 3 موتور فن و یک موتور کوادکوپتر و همچنین 15 لامپ قرمز LED که بر روی کوله پشتی و پیراهن دوخته شده را روشن کند.
کلمات کلیدی: فوتوابرخازن، انعطاف¬پذیر، آبکاری الکتروشیمیایی، آبکاری فوتوالکتروشیمیایی، نانوسیم¬های وانادیم، نانوذره¬های سلنیوم، نانو ذرات تلوریوم، پلی پیرول

