مروری بر ارتقاء الکترودهای پایه اکسیدی ذخیره‌سازهای انرژی با استفاده از اکسید گرافن احیا شده

توان خروجی ذخیره سازهای انرژی شامل ابرخازن‌ها و باتری‌ها به شدت به نوع ماده و کیفیت ساختاری مواد مورد استفاده برای ساخت الکترودهای آنها بستگی دارد. دو اشکال عمده که به افت ساختاری مواد الکترودها انجامیده و نهایتاً منجر به افت توان خروجی ذخیره ساز می شود عبارتند از: (الف) پودر شدن ذرات و تخریب ساختمان الکترود و (ب) انبساط حجمی. از طرفی برخی از این الکترودها خواص الکتریکی ضعیفی از خود نشان می دهند. در دهه گذشته بکارگیری مشتقات گرافن در ساخت الکترودهای ابرخازن‌ها و باتری‌های لیتیوم-یون با هدف افزایش رسانایی الکترودها و کاهش اثرات منفی آسیب های آنها مورد توجه تیم های تحقیقاتی قرار گرفته است. در این مطالعه دستاوردهای تحقیقات مذکور مرور و سعی شده است به نحوه قابل استفاده ای برای پژوهشگران دانشگاهی و صنعتی ارائه گردد. بررسی ها نشان داد که در بین مشتقات گرافن، اکسید گرافن احیاء شده (reduced graphene oxide, rgo) به دلیل هدایت الکتریکی بالا، مساحت سطح ویژه بیشتر، واکنش پذیری و پایداری شیمیایی عالی بیشترین توجه را در این کاربرد به خود اختصاص داده است. شایان ذکر است که علت بیشتر بودن هدایت الکتریکی rgo در مقایسه با هدایت الکتریکی go بالاتر بودن نسبت c/o در rgo نسبت به go نیز گزارش شده است. تمرکز در این مقاله بر بررسی ظرفیت ویژه کامپوزیت های حاوی rgo برای دستگاه های ذخیره سازی انرژی است. نتیجه این مطالعه نشان داد استفاده از این نوع کامپوزیت ها باعث افزایش ظرفیت ویژه و بهبود پایداری الکترودها شده است.

a review on the improvement of oxide-base electrodes of energy storage by using reduced graphene oxide

the output power of energy storage including supercapacitors and batteries strongly depends on the type of material and the structural quality of the materials used to make their electrodes. the two main problems that lead to the structural deterioration of the electrodes’ materials and finaly lead to the decrease in the energy density of the storage device are: a) particle pulverization and collapse of the electrode structure and b) the volume expansion. on the other hand, some of these electrodes show poor electrical properties. in the recent decade, the use of graphene derivatives in the manufacture of electrodes for supercapacitors and lithium-ion batteries with the aim of increasing the conductivity of electrodes and reducing the negative effects of their damage has been the focus of research teams. in this study, the achievements of the aforementioned researches have been reviewed and tried to be presented in a way that can be used by academic and industrial researchers. investigations showed that among graphene derivatives, reduced graphene oxide has received the most attention in this application due to its high electrical conductivity, higher specific surface area, high reactivity and chemical stability. it is noteworthy that the higher electrical conductivity of rgo compared to go due to the higher c/o ratio in rgo compared to go. the focus in this article is on investigating the specific capacity of composites containing rgo for energy storage devices. the result of this study showed that the use of this type of improved composites using rgo has increased the specific capacity and improved the stability of the electrodes.