مطالعه اثر نانوکامپوزیت Mno۲/rG بر کارایی باتری های روی هوا

در سال های اخیر باتری های فلز هوا به عنوان منابع تولید انرژی در کنار پیل های سوختی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند بهدلایلی مانند زیست سازگار بودن و چگالی انرژی بالا، از طرفی محدودیت این باتری ها در راندمان پایین واکنش کاهش اکسیژناست. واکنش کاهش اکسیژن اهمیت تکنولوژیکی در توسعه دستگاه های الکتروشیمیایی مانند باتری های روی هوا، سلول های -سوختی و غیره دارد. سینتیک کند واکنش کاهش اکسیژن در شرایط آزمایشی باعث کند شدن عملکرد دستگاه ها می شود . بهمنظور بهبود عملکرد با سینتیک افزایش یافته، یک الکتروکاتالیست بهتر لازم است . در این پژوهش به سنتز نانوذرات MnO۲ کهنقش الکتروکاتالیست را در باتری روی هوا دارد، پرداخته شده است. MnO۲ به دلیل فعالیت مطلوب در واکنش کاهش اکسیژن،پایداری ردوکس، کم هزینه، توجه زیادی را به خود جلب کرد . از طرفی بستر مناسب برای قرار گرفتن نانوذرات MnO۲ در اینباتری ها گرافیت می باشد. با توجه به اهمیت و ویژگی های مناسب گرافن مانند بالا بودن سطح و رسانایی بالا، در این پژوهش بهعنوان بستر جهت قرار دادن ذرات MnO۲ انتخاب شد. نانو ذرات MnO۲ با کمک آلتراسونیک سنز شد و سپس با تیمارشیمیایی نانو کامپوزیت ها با گرافیت (Gr) و اکسید گرافن احیا شده (RGO) تهیه شدند تا کارایی هر دو مقایسه شود .و خلوص،فاز و مورفولوژی نمونه های تهیه شده با پراش اشعه ایکس (XRD) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) ، طیف سنجی مادونقرمز (FTIR) بررسی شد. نمونه های مختلفی از جمله NMO خالص، ترکیب NMO- گرافیت، و همچنین نانو کامپوزیت هایNMO/Gr و NMO/RGO به عنوان مواد فعال در باتری به صورت الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفته اند. نمونهNMO/RGO ظرفیت ویژه بالایی mAh/g ۶۰۰ در چگالی جریان ۲mA نشان داد که بسیار بالاتر از نمونه های دیگر است. همهنتایج به دست آمده نوید نانو کامپوزیت NMO/RGO را به عنوان یک ماده الکترود با کارایی بالا برای باتری روی هوا نشان میدهد

کلیدواژه ها:

باتری روی- هوا ، پیل سوختی ، واکنش کاهش اکسیژن ، نانوکامپوزیت ، گرافن