سنتز نانو کامپوزیت co3o4/rgo و بررسی خواص الکتروشیمیایی آن برای استفاده در ابرخازن ‌ها

امروزه، ذخیره انرژی یک چالش مهم برای بشر محسوب می‌شود. ابرخازن‌ها به دلیل مزایای فراوانی که دارند گزینه پیشنهاد شده امیدوارکننده‌ای برای ذخیره انرژی هستند. در این پژوهش مواد الکترود نانوکامپوزیتی co3o4/rgo با ظرفیت ویژه بالا، عملکرد الکتروشیمیایی و پایداری چرخه‌ای مناسب برای کاربردهای الکتروشیمیایی، به روش هیدروترمال یک مرحله‌ای روی فوم نیکل رسوب داده شد و با نانوذرات اکسید کبالت مقایسه شد. نمونه‌های ساخته شده با استفاده از روش‌های مختلف، از جمله طیف سنجی پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی، طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی عبوری، و طیف‌سنجی تبدیل فوریه فروسرخ مشخصه‌یابی شدند. به‌منظور بررسی الکتروشیمیایی، نانومواد سنتز شده، در یک سیستم سه الکترودی با الکترولیت هیدروکسید پتاسیم شش مولار، مورد بررسی قرار گرفتند. در این بررسی از آزمون‌های ولتامتری چرخه‌ای و شارژ-دشارژ گالوانواستاتیک استفاده شد. ظرفیت ویژه برای نمونه نانوکامپوزیت اکسید کبالت- گرافن 634/8 فاراد بر گرم در چگالی جریان 1/5 آمپر بر گرم به‌دست آمد. این مقدار برای نمونه نانوذرات اکسیدکبالت، 206/1 فاراد بر گرم بود که افزایش ظرفیت فوق‌العاده‌ای را برای نمونه هیبریدی نشان می‌دهد. عملکرد الکتروشیمیایی مناسب نشان داده شده به دلیل مورفولوژی نانوساختار، ترکیب هیبریدی و طراحی بدون چسب مواد الکترود آماده شده می‌باشد.

synthesis of co3o4/rgo nanocomposite and investigation of its electrochemical properties for supercapacitor applications

nowadays, energy storage has become a crucial challenge for humanity. supercapacitors have emerged as a promising option for energy storage due to their numerous advantages. in this study, co3o4/rgo nanocomposite electrode materials with high specific capacity and favorable electrochemical performance and cycling stability for electrochemical applications were synthesized via a one-step hydrothermal method on a nickel foam substrate and compared with cobalt oxide nanoparticles. the synthesized samples were characterized using various techniques, including x-ray diffraction, field-emission scanning electron microscopy, energy-dispersive x-ray spectroscopy, transmission electron microscopy, and fourier-transform infrared spectroscopy. for electrochemical evaluation, the synthesized nanostructures were examined in a three-electrode system with a 6 m koh electrolyte. cyclic voltammetry and galvanostatic charge-discharge tests were performed. the obtained specific capacity for the hybrid sample was 634.8 f/g at a current density of 1.5 a/g. in contrast, the specific capacity for the cobalt oxide nanoparticle sample was obtained to be 206.1 f/g, indicating a significant capacity enhancement for the hybrid sample. the demonstrated favorable electrochemical performance could be attributed to the nanoscale morphology and hybrid composition.