پديد آورنده :
نادي، ناديا
عنوان :
تهيه چارچوبهاي آلي-فلزي نيكل و كبالت با ليگاند 1، 3، 5-بنزن تري كربوكسيليك اسيد بر روي سطح نانولولههاي تيتانيوم دي اكسيد و كاربرد آن در ابرخازنهاي نوري
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، 61ص. :مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
چارچوبهاي آلي-فلزي , نانولولههاي تيتانيوم دي اكسيد , آنديزه كردن , ذخيره انرژي , ابرخازن نوري
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/04/09
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/04/11
چكيده فارسي :
افزايش تقاضا براي فناوريهاي ذخيرهسازي انرژي، نياز به كشف و توسعه مواد پيشرفته براي توليد و ذخيرهسازي پايدار انرژي را برجسته كرده است. در اين مطالعه، چارچوبهاي آلي-فلزي (MOFs) تكلايه و دولايه بر روي نانولولههاي تيتانيوم دياكسيد دوپشده با تنگستن تري اكسيد (WTNT) رسوب داده شد و يك الكترود براي ابرخازنهاي نوري ساخته شد. نانولولههاي تيتانيوم دي اكسيد دوپشده با استفاده از روش آندايز تهيه شدند. براي رسوبدهي چارچوبهاي آلي-فلزي تكلايه و دولايه بر روي WTNT، از يك روش آبكاري الكتروشيميايي استفاده شد. نتايج آزمونهاي الكتروشيميايي، هم در شرايط تاريكي و هم در حضور نور، نشاندهنده عملكرد بهتر الكترود دولايه Ni-Co-BTC/WTNT در قابليت ذخيره بار بود. اين الكترود بيشترين ظرفيت را نسبت به ساير الكترودها ثبت كرد، به طوري كه در دانسيته جريان 04/0 ميلي آمپر بر سانتي متر مربع، ظرفيت آن mAh.cm-2 14/1 در تاريكي بود و پس از قرار گرفتن در معرض نور، اين مقدار به mAh.cm-233/3 افزايش يافت. به منظور بررسي كاربرد عملي الكترود در يك سيستم واقعي، يك سيستم دو الكترودي ساخته شد. نتايج اين سيستم نشان داد كه عملكرد در پيكربندي متقارن بسيار بهتر از پيكربندي نامتقارن است. در سيستم نامتقارن، ظرفيت در جريان 04/0 ميلي آمپر بر سانتي متر مربع در تاريكي mAh.cm-2 18/0 بود كه پس از قرار گرفتن در معرض نور حدود 4 برابر شد و به mAh.cm-275/0 افزايش يافت. در مقايسه، سيستم متقارن در شرايط تاريكي ظرفيت mAh.cm-2 1 را نشان داد كه در شرايط مشابه افزايش 5 برابري نسبت به سيستم نامتقارن داشت. پايداري چرخهاي الكترود نيز مورد ارزيابي قرار گرفت. پس از 8000 چرخه شارژ/دشارژ، الكترود در سيستم نامتقارن 7/98 درصد ظرفيت اوليه خود را در تاريكي و 3/89 درصد در حضور نور حفظ كرد. همچنين در سيستم متقارن، پايداري چرخهاي بسيار بالايي مشاهده شد. به طوري كه پس از 8000 چرخه، 1/91 درصد ظرفيت خود را حفظ كرد. اين نتايج پايداري و بازده بالاي الكترود ساخته شده را تاييد ميكند. به طور كلي، اين مطالعه يك راهكار اميدواركننده براي توسعه مواد الكترود نوري با كارايي بالا براي استفاده در دستگاههاي ذخيره انرژي ارائه ميكند.
چكيده انگليسي :
The increasing demand for energy storage technologies has highlighted the need to discover and develop advanced materials for sustainable energy generation and storage. In this study, we deposited mono- and bi-layer metal-organic frameworks (MOFs) on doped titanium dioxide nanotubes with tungsten trioxide (WTNT) to fabricate an electrode for photosupercapacitors. The modified titanium dioxide nanotubes were prepared using anodizing method. A electrochemical deposition method used to deposit mono- and bi-layer MOFs on WTNT. The results of electrochemical tests, both in the dark and in the presence of light, indicated the better performance of the bilayer Ni-Co-BTC/WTNT electrode in charge storage capability. This electrode recorded the highest capacity compared to other electrodes, so that at a current density of 0.04 mA.cm-2, its capacity in the dark was 1.14 mAh.cm-2 and after exposure to light, this value increased to 3.33 mAh.cm-2. In order to investigate the practical performance of the electrode in a real system, a two-electrode system was assembled. The results of this system showed that the performance in the symmetric configuration is much better than the asymmetric configuration. In the asymmetric system, the capacitance in the dark was 0.18 mAh.cm-2, which increased by about 4 times to 0.75 mAh.cm-2 after exposure to light. In comparison, the symmetric system showed a capacity of 1 mAh.cm-2 under light conditions, which was significantly superior to the asymmetric system under the same conditions. The stability of the electrode also evaluated. After 8000 charge and discharge cycles, the electrode in the asymmetric system retained 98.7% of its initial capacity in the dark and 89.3% in the presence of light. Also in the symmetric system, very high stability observed, so that after 8000 cycles, it retained 91.1% of its capacity. These results confirm the stability and high efficiency of the fabricated electrode. Overall, this study provides a promising strategy for the development of high-performance photoelectrode materials for use in energy storage devices.
استاد راهنما :
محمدمحسن مومني هامانه
استاد مشاور :
محمد كيخسروي
استاد داور :
حسن حداد زاده , اسماعيل حيدري