پديد آورنده :
پورنجاتي، ايمان
عنوان :
ساخت، بهينه‌سازي و ارزيابي كاتدهاي كربني بر پايه‌ي نانو ذرات مس بر روي بستر گرافن در باتري‌هاي ليتيم تيونيل كلريد Li/SOCl2
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
سيمي فيزيك
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، 73ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد مشاور :
سعيد اميرارسلان زاده ممقاني، معصومه جواهري
توصيفگر ها :
باتري ليتيم تيونيل كلريد , كامپوزيت كربن - تفلون , نانوذرات فلزي , گرافن
استاد داور :
امير عبدالملي، مخمد محسن مومني
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/09/14
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/12/13
چكيده فارسي :
در اين پايان‌نامه به ساخت و ارزيابي الكترود كاتد بر پايه انواع نانو كامپوزيت‌هاي كربن- تفلون- فلز (نانو ذرات مس و نانو ذرات فلزي مس بر روي بستر گرافن احيا شده) براي باتري ليتيم تيونيل كلريد پرداخته‌شده است. سپس عملكرد الكترودهاي فوق در مقايسه با نمونه‌هاي تجاري در سيستم دو الكترودي و باتري ليتيم تيونيل كلريد در واكنش احياي SOCl2 بررسي‌شده است.
كامپوزيت¬هاي كربن- تفلون با مقادير مختلف تفلون (10%،20%، 25%، 30%، 35%، 40% و 50%) وزني ساخته شد كه نتايج نشان مي‌دهد در ميان نانو كامپوزيت‌هاي كربني مختلف آزمايش‌شده، كامپوزيت حاوي استيلن بلك با 40 درصد وزني تفلون در محلول 8/1 مولار LiAlCl4/SOCl2، داراي بهترين عملكرد با جريان پيك كاتدي 7 ميلي‌آمپر مي‌باشد. علاوه بر اين، نتايج حاصل از آزمايش‌هاي الكتروشيميايي نشان داد كه مقدار توان براي پودر كربني استيلن بلك mW 175 بوده و عملكرد آن در احياي تيونيل كلريد بالاتر از ديگر انواع مواد كربني موردبررسي (كربن ولكان و نانولوله‌هاي كربني) مي¬باشد.
نتايج ساختار SEM و MAP نشان مي‌دهد كه ذرات مس هنگامي‌كه به‌طور مكانيكي به كامپوزيت كربن- تفلون اضافه شوند داراي توزيع غيريكنواخت مي‌باشند. اين در حالي است كه نمونه‌ي داراي نانو ذرات مس بر روي بسترگرافن كه به روش شيميايي تهيه‌شده بود، در كامپوزيت كربن- تفلون- فلز داراي پخش يكنواخت هست.
رفتار الكتروشيميايي باتري‌هاي حاوي نانو ذرات فلزي مس بر روي بستر گرافن، با نتايج حاصل از باتري‌هاي تجاري مطابقت داشت و ولتاژ مدارباز سامانه¬ي باتري براي كامپوزيت‌هاي مختلف حدود 84/3 ولت به دست آمد. لازم به ذكر است تركيب-بندي و ريزساختار كامپوزيت‌هاي مختلف ساخته‌شده با استفاده از XRD، TEM و SEM موردبررسي قرارگرفته است.
چكيده انگليسي :
In this thesis, optimization, preparation and evaluation of cathode electrodes based on carbon-PTFE-metal Nano composites (containing Cu and Cu/rGO nanoparticles as the Nano catalysts) in the Li/SOCl2 battery were investigated. Then, the performance of the mentioned electrodes against the common commercial batteries, in the lithium thionyl chloride battery, and in the reduction reaction of SOCl2 was investigated.
PTFE/carbon composites with different weight values of PTFE (10%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, and 50%) were synthesized and the results showed that among the carbon Nano composites, a composite of acetylene black containing 40% wt of Teflon in the LiAlCl4/SOCl2 had the best performance (exemplar: the cathodic peak of 7 mA). Also, the electrochemical results showed that the current power for the acetylene black is 175 mW and has a high potential in the reduction of thioyl chloride in comparison with the other carbon samples (Vulcan and CNT).
SEM and the mapping images showed Cu particles were not dispersed uniformly in the carbon/PTFE composites by mechanical approach, while in the sample in which the Cu particles coated onto the rGO, the Nano catalyst was good dispersed in the Carbon/PTFE composites.
The electrochemical behavior of the prepared battery has a good compatibility with commercial batteries and the OCVs for composites were about 3.84 V.
The morphology and structure of the composites have been studied using XRD, TEM, and SEM techniques.
استاد راهنما :
محمد ژياني
استاد مشاور :
سعيد اميرارسلان زاده ممقاني، معصومه جواهري
استاد داور :
امير عبدالملي، مخمد محسن مومني
