ساخت الکترودهای ابرخازنیِ نیکل منگنز اکسید (NiMnO3) نانوصفحه‌ای با استفاده از روش سنتز هیدروترمال

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

دوره 17، شماره 2 - شماره پیاپی 65، مرداد 1402، صفحه 25-33   

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

سیدعلی حسینی مرادی^{* 1}؛ مجید امیرزاده²؛ نادر قبادی³

¹افسریه قصرفیروزه ۲ بلوک۴ طبقه ۴ واحد۳

²دانشگاه افسری امام علی

³استاد فیزیک

چکیده

استفاده از سیستم‌های ذخیره انرژی دوستدار محیط زیست به عنوان بهترین راه‌حل برای کاهش اثرات مضر سوخت‌های فسیلی شناخته شده است. ابرخازن‌ها به دلیل داشتن دانسیته توان بالا، پایداری چرخه ای زیاد و دانسیته انرژی مطلوب بیش از دیگر سیستم‌ها (باتری و پیل‌های سوختی) در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته‌اند. استفاده از مواد الکترودی ارزان قیمت و در دسترس، کلید توسعه ابرخازن ها در مقیاس-های صنعتی و تجاری است. اکسید‌های نیکل و منگنز علاوه بر اینکه ارزان و در درسترس هستند، دارای ظرفیت ویژه تئوری بالایی هستند. با استفاده از این دو فلز در کنار هم می‌توان به یک نوع مورفولوژی با سایت‌های فعال الکتروشیمیایی زیاد دست یافت. در این پژوهش، ماده الکترودی نیکل منگنز اکسید (NiMnO3) با استفاده از روش هیدروترمال سنتز شد. سپس تست‌های مشخصه‌یابی XRD، FT-IR و SEM جهت تعیین خواص کریستالوگرافیکی و مورفولوژیکی مورد استفاده قرار گرفتند. تست‌های مشخصه‌یابی نشان دادند که که ذرات رومبوهدرال NiMnO3 با ساختار مزو حفره‌ای به دست آمدند. این ساختار مزوحفره‌ای ناشی از اتصال غیر یکنواخت نانوصفحات NiMnO3 به یکدیگر است. با انجام تست‌های الکتروشیمیایی CV، GCD و EIS مشخص شد که الکترود NiMnO3دارای عملکرد عالی ابرخازنی با ظرفیت ویژه خازنی F/g 444 در دانسیته جریان A/g 1 است. این عملکرد مربوط به زیاد بودن و در دسترس بودن سایت‌های فعال الکتروشمیایی الکترود NiMnO3 با مورفولوژی مناسب مزوحفره‌ای است که امکان انجام واکنش‌های ذخیره بار را فراهم می‌کند.

کلیدواژه‌ها

نانوصفحه؛ نیکل منگنز اکسید؛ هیدروترمال؛ خازن-های الکتروشیمیایی

مراجع