ابرخازن های برپایه ی مکسین

این تحقیق با هدف بررسی و مطالعه ی نقش مواد دوبعدی مکسین با مورفولوژی لایه لایه و آلاییده با هیدروژن با روش اعمال پلاسما بعنوان ماده ی الکترودی در ابرخازن های بر پایه ی مکسین انجام شده است. بدین منظور ابتدا فاز مکس اولیه با ترکیب عناصر اولیه ی آن تیتانیوم (Ti)، کربید تیتانیوم (TiC) و آلومینیوم (Al) سنتز شده و سپس پودر بدست آمده، به همراه اسید هیدروکلریک (Hcl) و نمک فلوئورید لیتیوم (LiF)، برای تولید و سنتز مکسین نهایی استفاده شد. پس از این مرحله با استفاده از سانتریفیوژهای متوالی، لایه های مکسین به دست آمده و مشخصه یابی شدند. در مرحله ی بعد برای ساخت الکترودهای بر پایه ی مکسین، با استفاده از روش فیشینگ (Fishing) لایه های مکسین بر روی زیرلایه های گرافویل قرار گرفتند و با استفاده از روش های آنالیز الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفتند. برای بررسی دقیق و مشخصه یابی ماده ی الکترودی بدست آمده از آزمون پراش اشعه ی ایکس (XRD) برای تعیین ساختار فازی و تعیین اندازه ی شبکه، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) برای تعیین مورفولوژی و از طیف سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس (XPS) برای شناسایی عناصر و ناخالصی های روی سطح استفاده گردید. در بین نمونه های ساخته شده بهترین نمونه انتخاب شده و با استفاده از پلاسمای هیدروژن تحت آلایش قرار گرفت. الکترود تحت پلاسما با ظرفیت mF cm-۲ ۶۴۲ در مقایسه با الکترود اولیه با ظرفیت mF cm-۲ ۱۹۸، ظرفیتی بیش از دو برابر را از خود نشان داد که همگی بیشتر از ظرفیت گرافویل خالی (mF cm-۲ ۴۵) بودند. همچنین پس از انجام تست پایداری پس از ۱۰۰۰۰ چرخه ی شارژ و دشارژ الکترود ساخته شده به مقدار ۹۵ درصد نسبت به ظرفیت اولیه، پایداری و حفظ ظرفیت از خود نشان داد. ماده ی الکترودی تهیه شده با عملکرد مناسب ذخیره سازی و پایداری چرخه ای، گزینه ی مناسبی برای ساخت ابرخازن های با ظرفیت بالا میباشد.

کلیدواژه ها:

ابرخازن ، مکسین ، فاز مکس ، نانوساختار ، پلاسما ، آنالیز الکتروشیمیایی ، مواد دوبعدی