سنتز گرافن به روش لیزر به منظور ساخت ابرخازن های الکتروشیمیایی

ابر خازن ها نسبت به خازن های معمولی ظرفیت بسیار بالاتری یش از 10 میلی فاراد و در رنج فاراد دارند اما ولتاژ شکست آنها پایین است. نسل جدید ابرخازن های بر پایه کربن در دستگاه های لیزر و مایکروویو، منابع تغذیه، سیستم های امنیتی و اطلاعاتی، مدارهای راه انداز ال ای دی های توان بالا، توربین های بادی و شبکه های برق رسانی استفاده می شوند. در این بین استفاده از گرافن و ترکیبات کربنی به عنوان ابرخازن اهمیت شایانی یافته است.در این کار پژوهشی تکنیک نوشتن لیزر برای سنتز گرافن روی سطح یک دیسک و ساخت ابرخازن های گرافن مورد توجه قرار گرفته است. برای اینکار، نخست به روش هامرز، گرافیت در یک محیط اسیدی شامل سدیم نیترات، پتاسیم پرمنگنات و اسید سولفوریک به اکسید گرافن تبدیل شد. برای همگن سازی محلول اکسید گرافن از دستگاه های سانتریفیوژ و التراسونیک استفاده شد. محلول همگن اکسید گرافن روی سطح دیسک های خاص اعمال و مجموعه در دمای محیط خشک شد. برای احیای اکسید گرافن و تبدیل آن به گرافن از یک لیزر مناسب، با الگوی برنامه نویسی خاص ابرخازن استفاده شد. لیزر با اعمال یک انرژی به اندازه فرکانس تشدید پیوند گرافن و اکسیژن، اتصال را شکست و عمل کاهش و رسیدن به گرافن انجام شد. در این بررسی عمل سنتز گرافن و اعمال الگوی خاص ابرخازن در یک مرحله انجام شد که این بزرگترین حسن روش نوشتن لیزری گرافن است. در بررسی حاضر از میکروسکوپ الکترونی عبوری جهت بررسی ساختار لایه ای اکسید گرافن ، از میکروسکوپ الکترونی روبشی برای مطالعات ریزساختار، از 2 آزمون چرخه ولتومتری و آزمایشات شارژ/دشارژ گالوانواستاتیکی برای مطالعه عملکرد ابرخازن، از طیف‌بینی فوتوالکترون پرتو ایکس برای بررسی عناصر موجود در لایه اعمال شده روی دیسک و از اسپکتروسکوپی رامان برای بررسی کیفیت گرافن استفاده شد.