ساخت، شناسایی و بررسی خواص الکتروشیمیایی نانو کامپوزیتهای پلی آنیلین-کربن دوپه شده با اکسیدهای فلزی به عنوان ابرخازن

انرژی به عنوان یکی از کانونهای مورد توجه قدرتهای جهانی و گروههای علمی می باشد. در این راستا تمایل زیادی برای پیشرفت و ساخت ابزارهای کار آمد ذخیره کننده انرژی وجود دارد. یکی از این نوع ابزارها ابرخازنها هستند که در دهه گذشته پیشرفت زیادی کرده اند. ابر خازنها که به عنوان خازنهای لایه دو گانه نیز شناخته می شوند، یکی از انواع ابزارهای ذخیره کننده انرژی هستند که نقش مهمی را در رفع نیازهای جهانی ایفا می کنند. این نوع خازنها دارای دانسیته توان و انرژی بالایی هستند که باعث شده موقعیتی ما بین باتریها و خازنهای معمول الکتروستاتیکی داشته باشند. این خازنها به دو دسته عمده: 1) ابرخازنهای ردوکسی و 2) ابرخازنهای لایه دو گانه الکتریکی تقسیم می شوند. گروه اول شامل مواد هادی مانند پلیمرهای هادی و اکسید فلزات بوده و گروه دوم شامل انواع آلوترپهای کربن می باشد که مطالعات زیادی در هر بخش انجام شده است. در پژوهش حاضر هدف ساخت نانوکامپوزیت پلیمری پلی آنیلین و کربن به همراه نانو ذرات اکسید منگنز به عنوان ابرخازن می باشد. در کار حاضر ابتدا نانو ذرات mno2 بر روی دو نوع کربن سیاه و نانو لوله های کربنی توسط فرایند شیمیایی قرار گرفت. در مرحله بعد بر روی این نانو ذرات پلیمر پلی آنیلین طی فرایند پلیمریزاسیون شیمیایی قرار گرفت. مورفولوژی و آنالیز سطح این نمونه ها توسط تکنیکهای sem و ftir انجام گرفت و با استفاده از این تکنیکها حضور نانو ذرات mno2 و پلی آنیلین بر روی کربنها اثبات گردید. مطالعات الکتروشیمیایی بر روی این الکترودها توسط تکنیکهای ولتامتری چرخه ای، تکنیک شارژ-دشارژ گالوانوستاتیک و اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی انجام گرفت. با توجه به این مطالعات مقدار ظرفیتهای ویژه به دست آمده برای الکترودهای cb، mno2-cb و pani/mno2-cb به ترتیب برابر(f.g-1) 87/44، 00/121 و 80/179 است. در بین این سه الکترود پایداری ظرفیت pani/mno2-cb برابر 91? است. در مورد الکترودهای نانو لوله کربنی نیز مقدار ظرفیت ویژه برای الکترودهای mwcnt، mno2-mwcnt و pani/mno2-mwcnt به ترتیب برابر (f.g-1) 00/80، 77/277 و 47/321 است. در این الکترودها نیز الکترود pani/mno2-mwcnt رفتار خازنی بهتری را نسبت به دیگر الکترودها از خود نشان داد. مطالعات امپدانس الکتروشیمیایی نیز برای این الکترود نشان دهنده رفتار خازنی تقریبا ایده الی است. با توجه به نتایج به دست آمده بهترین الکترود از نظر رفتار خازنی، پایداری ظرفیت بعد از صد چرخه و رفتار شارژ-دشارژ ایده ال الکترود pani/mno2-mwcnt است.