ساخت و بررسی الکتروشیمیایی اکسید مولیبدن نانوساختاری

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.