بررسی کاربرد نانومواد متخلخل چهارچوب های آلی فلزی بر پایه نیکل و مس در افزایش کارایی الکتروشیمیایی ابرخازن ها

در چند سال اخیر چهارچوب های آلی - فلزی MOF به عنوان نوع جدیدی از مواد بلوری، به دلیل سطح ویژه بالا مناسب بودن اندازه تخلخل، وجود تخلخل دائمی و ساختار قابل کنترل به عنوان مواد الکترونی در ابر خازن ها مورد استفاده قرار گرفتند. در واقع چهارچوب های آلی فلزی از طریق مکانیزم لایه دوگانه الکتریکی در سطوح داخلی و بهره مندی از واکنش اکسایش – کاهش مراکز فلزی ذخیره سازی انرژی الکتریکی را انجام می دهند و با طراحی منطقی یون های فلزی، اتصال دهنده های آلی و شرایط واکنش، می توان چهارچوب های آلی فلزی با اندازه ذره و حفره ی کنترل شده به دست آورد که خواص الکتروشیمیایی قابل قبولی ارائه دهند. در مقاله حاضر، چهارچوب های آلی فلزی نیکل و مس به روش هیدروترمال سنتز شده و سپس از آنها الکترود ابرخازن تهیه شد و رفتار ابر خازنی آنها مقایسه شد. جهت بررسی ساختاری چهارچوب های آلی فلزی، ازآنالیزهای پراش اشعه ایکس XRD، آنالیز تعیین سطح ویژه BET و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی FESEM استفاده شد و برای بررسی رفتار ابر خازنی، آزمون های الکتروشیمیایی ولتامتری چرخه ای و امپدانس الکتروشیمیایی و شارژ دشارژ انجام شد. ظرفیت ویژه برای چهارچوب آلی فلزی نیکل ر الکترولیت 6M KOH، در مقایسه با چهارچوب آلی فلزی مس ظرفیت بسیار بالاتری بدست آمد. که بدلیل وجود حفرات مزوتخلخل، هدایت بالاتر، مقاومت کمتر ودسترسی بیشتر یون الکترولیت به عنصر فلزی موجود در ساختار چهارچوب آلی فلزی نیکل و افزایش کارایی الکتروشیمیایی است.

کلیدواژه ها:

ابرخازن ، چهارچوب های آلی فلزی ، موادنانومتخلخل