تاثیر نقص های ساختاری در گرافن عامل دار شده با گروه عاملی –COOH در کارایی ابرخازن پایه گرافنی

ابرخازن ها وسیله های ذخیره انرژی الکتریکی محسوب می شوند. مواد بر پایه گرافن، مواد امید بخشی برای استفاده در الکترود ابرخازن ها هستند. الکترودهای پایه گرافنی برتری های بسیاری دارند؛ در مقابل، یک محدودیت بزرگ که مانع از کاربردهای گسترده و صنعتی شان شده، محدود بودن ظرفیت ویژه آن ها است. مشخص شده که عامل محدود کننده در ظرفیت کل الکترودهای بر پایه گرافن ظرفیت کوانتومی این دسته از مواد است. در این پژوهش سعی بر آن بوده تا با استفاده از محاسبه های DFT، کارایی مشتق های گرافن برای استفاده در ابرخازن ها ارزیابی شود و راهکارهایی برای بهبود ابرخازن های موجود یا طراحی ابرخازن های جدید ارایه شود. کارایی الکترود متشکل از نانوصفحه های گرافنی عامل دار شده با گروه عاملی –COOH  و دارای نقص های ساختاری تک حفره ای (۹-۵)، دو حفره ای (۵-۸-۵) و استون والز مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد که استفاده از پیکربندی های ترکیبی از نقص و عامل دار شدن با گروه عاملی -COOH، ظرفیت هایی به مراتب بیش تر از هر کدام از پیکربندی هابه تنهایی نشان می دهد. به طور خلاصه باید گفت که با انتخاب هوشمندانه ای از ترکیب نقص ساختاری و عامل دار کردن می توان ابرخازن هایی نامتقارن و با ظرفیت های بالا را طراحی و تولید کرد.

کلیدواژه ها:

ابرخازن ، گرافن عامل دار شده ، محاسبه های DFT ، ظرفیت کوانتومی