ساخت نانوکامپوزیت نیکل-کبالت-آلومینیوم/گرافن و بررسی عملکرد الکتروشیمیایی آن به عنوان ابرخازن

در این پژوهش، با بهره گیری از روش هیدروترمال، الکترودهایی برای به کارگیری به عنوان ابرخازن ساخته شد. به کمک تغییر نسبت یون‌های فلزی al+3/co+2/ni+2 ، الکترود al0.5co0.5ni2o4 با نسبت مولی 1:1:2 برای یون‌های al+3/co+2/ni+2 با بیشترین ظرفیت خازنی به دست آمد، که الکترود nicoal نامیده شد. با تغییر زمان (2، 5 و 20 ساعت) و دمای فرایند هیدروترمال (150 و 180 درجه سانتی‌گراد) عملکرد الکترودهای ساخته شده تغییر یافت و در نتیجه ی آن، الکترود nicoal سنتز شده در دمای 150 درجه سانتی‌گراد برای مدت زمان 5 ساعت با ظرفیت f g^-1 1473 در چگالی جریان a g^-1 8 به عنوان بهترین الکترود ساخته شده معرفی شد. با افزودن گرافن به مواد سازنده الکترود، الکترود nicoalr-go ساخته شده در دمای°c 150، ظرفیت بیشینه f g^-1 2362 در چگالی جریان برابر a g^-1 8 را از خود نشان داد. به کمک آنالیزهای ساختاری آزمون پراش اشعه x (xrd) و طیف فوریه مادون قرمز (ftir) حضور مواد سازنده در ساختار تایید شد و با انجام آنالیز میکروسکوپ الکترونیروبشی (fe-sem)، ساختار نانو صفحه ای و گل مانند الکترود nicoal و حضور گرافن در ساختار الکترود nicoalr-go مشاهده شد. به منظور تشخیص چگونگی عملکرد الکتروشیمیایی، الکترودها تحت آزمون های سیکل چرخه ای (cv)، شارژ و دشارژ گالوانواستات (cd) و آزمون امپدانس الکتروشیمیایی(eis) قرار گرفتند.

Synthesis of nickelcobaltaluminum/graphene nanocomposite and itselectrochemical performance as supercapacitor

In this study, using Hydrothermal method, electrodes were synthesized to be used as supercapacitors. Using the alteration ratio of Al+3/Co+2/Ni+2 metal ions, Al0.5Co0.5Ni2O4 electrode with a molar ratio of 1:1:2 for Al+3/Co+2/Ni+2 ions, the highest capacitance was obtained, which was called the NiCoAl electrode. With the change of time (2, 5 and 20 hours) and the temperature of the hydrothermal process (150 and 180 °C), the performance of the manufactured electrodes changed, and as a result, the NiCoAl electrode synthesized at 150 °C for a period of 5 h, the capacity of 1473 F g1 in the current density of 8 A g1 was obtained as the best electrode made. By adding graphene to the electrode’s constituent materials, the NiCoAlrGO electrode, synthesized at 150 °C showed a maximum capacity of 2364 F g1 at a current density equal to 8 A g1. With the help of structural analysis of Xray diffraction test (XRD) and infrared spectrum (FTIR), the presence of constituent materials in the structure was confirmed, and the presence of graphene in the NiCoAlrGO electrode structure was observed. In order to determine how electrochemical performance works, the electrodes were subjected to cycles (CV), Galvanostatic charge and discharge (CD), and electrochemical impedance (EIS) tests.