ساخت نانوکامپوزیت نیکل-کبالت-آلومینیوم/گرافن و بررسی عملکرد الکتروشیمیایی آن به عنوان ابرخازن

در این پژوهش، با بهره­گیری از روش هیدروترمال، الکترودهایی برای به کارگیری به عنوان ابرخازن ساخته شد. به کمک تغییر نسبت­ یون های فلزی Al+۳/Co+۲/Ni+۲ ، الکترود Al۰.۵Co۰.۵Ni۲O۴ با نسبت مولی ۱:۱:۲ برای یون های Al+۳/Co+۲/Ni+۲ با بیشترین ظرفیت خازنی به دست آمد، که الکترود NiCoAl نامیده شد. با تغییر زمان (۲، ۵ و ۲۰ ساعت) و دمای فرایند هیدروترمال (۱۵۰ و ۱۸۰ درجه سانتی گراد) عملکرد الکترودهای ساخته شده تغییر یافت و در نتیجه­ی آن، الکترود NiCoAl سنتز شده در دمای ۱۵۰ درجه سانتی گراد برای مدت زمان ۵ ساعت با ظرفیت F g-۱ ۱۴۷۳ در چگالی جریان A g-۱ ۸ به عنوان بهترین الکترود ساخته شده معرفی شد. با افزودن گرافن به مواد سازنده الکترود، الکترود NiCoAl-rGO ساخته شده در دمای°C ۱۵۰، ظرفیت بیشینه F g-۱ ۲۳۶۲ در چگالی جریان برابر A g-۱ ۸ را از خود نشان داد. به کمک آنالیزهای ساختاری آزمون پراش اشعه X (XRD) و طیف فوریه مادون قرمز (FTIR) حضور مواد سازنده در ساختار تایید شد و با انجام آنالیز میکروسکوپ الکترونی-روبشی (FE-SEM)، ساختار نانو صفحه­ای و گل مانند الکترود NiCoAl و حضور گرافن در ساختار الکترود NiCoAl-rGO مشاهده شد. به منظور تشخیص چگونگی عملکرد الکتروشیمیایی، الکترودها تحت آزمون­های سیکل چرخه­ای (CV)، شارژ و دشارژ گالوانواستات (CD) و آزمون امپدانس الکتروشیمیایی(EIS) قرار گرفتند.

کلیدواژه ها:

نانوکامپوزیت ، گرافن ، ابرخازن ، هیدروترمال ، الکتروشیمی