بررسی امکان ساخت ابرخازن با الکترودهای ساخته شده از نانوکامپوزیت پلی پیرول/ نانولوله کربنی

در این پایان نامه، ماده ی فعال الکترود ابرخازن از نانوکامپوزیت نانولوله کربنی/ پلی پیرول تهیه و خواص الکتروشیمیایی آن بررسی شد. برای تهیه این الکترود، ابتدا نانولوله های کربنی با اسید کلریدریک، خالص سازی و با مخلوط اسیدنیتریک و اسیدسولفوریک عاملدار شدند. این فرآیند باعث اتصال گروه های عاملی به نانولوله ها شده و پخش یکنواخت آن ها را در آب امکان پذیر می کند. هم چنین این فرآیند بر طول نانولوله ها تأثیر دارد و با افزایش مدت زمانی که نانولوله ها در اسیدسولفوریک و اسیدنیتریک رفلاکس می شوند، طول نانولوله کاهش می یابد. سپس از این نانولوله ها برای تولید نانوکامپوزیت هایی با 2، 5 و 10درصد از نانولوله های کربنی که طول های مختلفی دارند، استفاده شد. نانوکامپوزیت به دست آمده که به صورت پودری سیاه رنگ است، با استفاده از دستگاه پرس، به صورت قرصی نازک درآمد. سپس این قرص با چسب نقره بر روی لام شیشه ای متصل شد. الگوی پراش xrd نمونه ها بیانگر تولید پلی پیرول بود و تصاویر میکروسکوپ الکترونی، تشکیل ذرات پلی پیرول را روی دیواره های نانولوله ها نشان داد. این تصاویر نشان دادند که، با افزایش درصد آلایش نانولوله ها از 0 تا10 درصد، اندازه ذرات پلی پیرول از 140 به 25 نانومتر کاهش و با افزایش زمان رفلاکس نانولوله ها از 15 تا 60 دقیقه، اندازه ذرات پلی پیرول از 25 به 37 نانومتر افزایش می یابند. رفتار الکتروشیمیایی کامپوزیت، با استفاده از چرخه ی ولتاگرام بررسی و مقدار ظرفیت ویژه ی ابرخازن ساخته شده با این الکترود محاسبه شد. با افزایش آهنگ ولتاژ اعمال شده از 5 تا 100 میلی ولت بر ثانیه، مقدار ظرفیت ویژه ی ابرخازن از 123 به 5/2 فاراد برگرم و با افزایش زمان رفلاکس نانولوله ها از 15 تا 60 دقیقه، مقدار ظرفیت ویژه ی ابرخازن از 123 به 54 فاراد برگرم رسید. و در نهایت بیشینه ی ظرفیت ویژه 123 فاراد برگرم، مربوط به الکترودی بود که از نانوکامپوزیت 2 درصد نانولوله کربنی که 15 دقیقه رفلاکس شده بود، تهیه شده بود. آهنگ تغییر ولتاژ برای این الکترود 5 میلی-ولت بر ثانیه بود.