مولیبدن بواسطه ظرفیتهای متغییر دارای اکسیدهای فلزی متفاوتی می باشد و به همین دلیل می تواند کاندیدای مناسبی برای ساخت وسایل ذخیره سازی انرژی به شمار رود. در این پژوهش هدف ما ساخت اکسید مولیبدن نانوساختاری وبررسی خواص ظرفیتی و قابلیت کاربرد آن در وسایل ذخیره سازی انرژی است. بدین منظور ابتدا اکسید مولیبدن نانوساختاری به روش ترسیب الکتروشیمیایی با اعمال ولتامتری چرخه ای ساخته شد. مرفولوژی و ساختار آن با استفاده از میکروسکوپی روبشی پتانسیل و پراش اشعه ایکس ارزیابی شد. سپس ویژگیهای ظرفیتی آن با روشهای الکتروشیمیایی نظیر ولتامتری چرخه ای، منحنی شارژ و دشارژ در جریان ثابت و بیناب نگاری امپدانس الکتروشیمیایی در محلول 005/0 مولار اسید سولفوریک و 095/0 مولار سدیم سولفات مطالعه گردید. این بررسی ها نشان داد که در جریان ثابت 1/0 میلی آمپر بر سانتیمتر مربع ظرفیت ویژه ای معادل فاراد بر گرم حاصل می شود. در قسمت دوم این پژوهش آثار ph محلول بر روی خواص ظرفیتی اکسید مولیبدن نانوساختاری بررسی شد. برای این منظور مطالعات الکتروشیمیایی در الکترولیتهایی با غلظت 005/0، 011/0 و 02/0 مولار اسید سولفوریک انجام شد و مشخص گردید اگرچه افزایش غلظت اسید سولفوریک?باعث افزایش ظرفیت اکسید مولیبدن شده ولی باعث ناپایداری و انحلال آن نیز می شود. همچنین در قسمت سوم این پژوهش نقش الکترولیت حامل بر روی خواص ظرفیتی اکسید مولیبدن ارزیابی گردید. بدین منظور آزمایشات الکتروشیمیایی بر روی اکسید مولیبدن نانوساختاری در دو محلول با غلظت یکسان اسید سولفوریک ولی با غلظت متفاوت سدیم سولفات انجام شد. این بررسی ها نشان داد که اگر چه افزایش سدیم سولفات هدایت الکتریکی محلول را افزایش می دهد و باعث باردار شدن سریعتر لایه دوگانه الکتریکی می شود ولی بواسطه واکنش هیدرولیز یون سولفات از غلظت یون هیدروژن در محلول کاسته شده و در نتیجه شبه ظرفیت که ناشی از واکنش فارادیی جذب الکتروشیمیایی یون هیدروژن بر روی اکسید مولیبدن است، کاهش می یابد. سرانجام در قسمت چهارم این پژوهش واکنش داخل سازی یون لیتیم به داخل شبکه اکسید مولیبدن نانوساختاری جهت کاربرد در باتریهای لیتیمی مورد ارزیابی قرار گرفت. در این قسمت از روشهای ولتامتری چرخه ای و شارژ و دشارژ در جریان ثابت در الکترولیت یک مولار سدیم پرکلرات در پروپیلن کربنات استفاده شد. این بررسی ها نشان داد که اکسید مولیبدن تهیه شده به این روش دارای ظرفیت ویژه فاراد بر گرم می باشد.

بستر سیلیکا به عنوان نانورآکتوری در ساخت نانو ذرات به کار می رود. در این پژوهش، تری اکسید بیسموت با درصد های مختلف، اکسید کبالت خالص، اکسید نیکل خالص و اکسید های مخلوط کبالت –نیکل نانو ساختاری در بستر سیلیکا توسط روش سل-ژل ساخته شدند و ساختار و مورفولژی آنها با آزمایشاتی نظیر پراش اشعه ایکس و sem و temتائید گردید. سپس کاربرد آنها در ابرخازنها با انجام تستهای الکتروشیمیایی نظیر ولتامتری چرخه ای، منحنی های شارژ-دشارژ و بیناب نگاری امپدانس مورد ارزیابی قرار گرفتند. ظرفیت ویژه تری اکسید بیسموت با درصد های مختلف ، اکسید کبالت خالص، اکسید نیکل خالص و اکسید های مخلوط کبالت –نیکل نانوساختاری در بستر سیلیکا براساس تکنیک بیناب نگاری امپدانس و منحنی های شارژ-دشارژ محاسبه گردید. بیشترین مقدار ظرفیت ویژه برای اکسید بیسموت b65 (65% تری اکسید بیسموت در بستر سیلیکا) در جریان ثابت ma/cm2 01/0، در محلول 1 مولارnaoh ، f024/0می باشد. و در مورد اکسید های کبالت-نیکل، اکسید مخلوط کبالت- نیکل co:ni=2:1))، بیشترین مقدار ظرفیت ویژه را در جریان ثابت ma/cm2 1/0نشان داد که مقدار آن، f/g 0387/0تخمین زده شد.

امروزه با توجه به صنعتی شدن جوامع بشری، نیاز انسان به انرژی افزایش یافته است. قسمت اعظم این انرژی از منابع سوخت های فسیلی یعنی نفت، گاز و زغال سنگ تأمین می شود. از آنجا که این منابع محدود می-باشند، نیاز روز افزون بشر منجر به بروز بحران انرژی شده است تا جائیکه حتی حملات نظامی و اشغال کشورها نظیر اشغال عراق توسط آمریکا که به نام جنگ نفت معروف شد، به واسطه دستیابی به منابع سوخت فسیلی رخ داده اند. یکی از راه های غلبه بر مشکل استفاده از سوخت های فسیلی، استفاده از منابع انرژی دیگر، نظیر انرژی خورشیدی، انرژی آبی، انرژی بادی، انرژی زمین گرمایی و انرژی واکنش های شیمیایی نظیر آنچه که در باتری ها، پیل های سوختی و ابرخازن ها رخ می دهند، می باشد. ابرخازن ها در واقع یک نوع وسیله ذخیره سازی انرژی الکتریکی اند که برای ذخیره سازی از دو نوع مکانیسم تبعیت می کنند: الف) جدایش بارهای مثبت و منفی که به این نوع ابرخازن ها، ابرخازن های لایه دوگانه الکتریکی می گویند و بیشتر از مواد کربنی ساخته می شوند. ب) بهره وری از یک واکنش شبه فارادیی که به این ابرخازن ها، شبه خازن ها یا ابرخازن های فارادیی گویند که برای ساخت آن ها اکسیدهای فلزی و پلیمرهای هادی استفاده می شود. ابرخازن های فارادیی نسبت به ابرخازن های لایه دوگانه دارای ظرفیت بالاتری هستند به طوری که ظرفیتی معادل 800 فاراد بر گرم برای اکسید روتنیوم آمورف گزارش شده است. این اکسید فلزی ماده ای گرانبها و در عین حال سمی است. در این رساله، هدف ما یافتن اکسید جایگزین با خواص ظرفیتی مناسب می باشد که در این راستا اکسیدهای منگنز و مولیبدن مورد ارزیابی قرار می گیرند.

در پژوهش حاضر نانو ذرات نیکل تنگستات در ابعاد متفاوت ساخته شده و در دو رویکرد متفاوت این نانو ذرات بر بستر گرافن مستقر شده و توسط یون مس با درصد های مختلف اغشته شده اند. شکل گیری ترکیبات مورد نظر و ریخت شناسی این ترکیبات توسط روش های xrdو tem مورد پژوهش قرار گرفته و همچنین فاصله نوار انرژی در این ترکیبات با روش طیف سنجی نفوذی-انعکاسی مطالعه شد. خواص فیزیکی نیمه رساناهای ساخته شده با استفاده از فرضیه مات-شاتکی و با بهره گیری از روش بیناب نگاری امپدانس مورد بررسی قرار گرفت.مطالعات الکتروشیمیایی ترکیبات استفاده شده نشان داد که به منظور استفاده از نیکل تنگستات در وسایل ذخیره سازی انرژی بهترین رویکرد کاربرد کامپوزیت گرافن/نیکل تنگستات در ph=7 است. پاسخ فتوالکتروشیمیایی نیکل تنگستات و مشتقات آن بخش دیگری از پژوهش حاضر را تشکیل می دهد که بر اساس نتایج بدست آمده نمونه حاوی ذرات با اندازه بزرگتر رفتار بهتری را از حیث کارایی سیستم حاصله نمایش می دهد

در این تحقیق، نانو کامپوزیت nano-tio2 fe2o3/ و تیتانات آهن (iii) نانوساختاری به ترتیب با استفاده از روش های تلقیح و سل-ژل تهیه شدند. به منظور شناسایی ترکیبات ساخته شده، از روش های tga، xrd، tem،vsm وdrs استفاده شد. تلفیقی از تکنیکهای نوری (drs) و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (روش مات-شاتکی) برای تعیین ساختار الکترونی مواد تهیه شده مورد استفاده قرار گرفت. فرآیند شکافت الکتروشیمیایی آب بر روی نانوکامپوزیت nano-tio2 fe2o3/ با دو درصد متفاوت از اکسید آهن (iii) و همچنین تیتانات آهن نانوساختاری بررسی شد و در هر مورد با رسم ولتاموگرام های چرخه ای (cv)، میزان قابلیت شکافت آب توسط نیمه رساناهای نانوساختاری سنتز شده مورد ارزیابی قرار گرفت. در بخش دیگری از این تحقیق، قابلیت کاربرد این نیمه هادی ها در سل های خورشیدی مورد بررسی قرار گرفت.