مقایسه احیای اکسید گرافن با روش های الکتروشیمیایی جریان ثابت و پالس جریان روی فوم نیکلاکسید نیکل

در این تحقیق یک روش جدید، غیر سمی و دومرحله‏ای برای ساختن الکترود اکسید گرافن احیا‏شده به روش الکتروشیمیایی (ergo) روی فوم نیکل اکسید نیکل معرفی شده است. این روش شامل قطره‌چکانی اکسید گرافن روی فوم نیکل اکسید نیکل و احیای آن با روش‌های جریان ثابت و پالس جریان کاتدی می‏باشد. ساختار حاصل‌شده به‌وسیله‌ی میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، الگوی پراش پرتو ایکس(xrd) و طیف‏سنجی رامان (raman spectroscopy) مورد بررسی قرار گرفته شد. اندازه‌گیری‌های امپدانس الکتروشیمیایی (eis) نیز برای مطالعه رفتار الکتروشیمیایی الکترود انجام گرفته شد. تصاویر sem نشان داد که در روش جریان پالسی چروکیدگی صفحه‏های گرافنی سنتز شده افزایش یافته است. آزمون رامان نیز نشان داد که روش جریان پالسی نسبت به روش جریان ثابت برای احیای اکسید گرافن موثرتر می‏باشد و در نهایت نتایج xrd حاکی از افزایش فاصله بین صفحه‌های گرافنی در حالت پالس جریان بود. مقدار مقاومت سری معادل که یکی از مشخصه‏های اصلی در ذخیره‌سازی انرژی می‏باشد، در امپدانس مورد بررسی قرار گرفت و این مقدار در روش جریان پالسی کمتر بود. عملکرد الکتروشیمیایی مناسب الکترود احیا شده با روش جریان پالسی به ساختار متخلخل الکترود برمی‌گردد که یک سطح ویژه‌ی بالا، مسیر نفوذ کوتاه شده برای یون‏ها و مسیرهای انتقال برای الکترون‌ها را فراهم کرده است. عملکرد عالی الکترود باعث شده که این الکترود برای کاربردهای ذخیره‌سازی انرژی گزینه‏ی قابل‌دسترس و مناسبی باشد.

Comparison between constant current electrochemical and pulse current approach in reduction of graphene oxide on nickelnickel oxide foam

This study introduced a novel, nontoxic, scalable, twostep method for the fabrication of nickelnickel oxide foam/electrochemically reduced graphene oxide (ERGO) electrodes. This procedure included drop cast and graphene oxide (GO) reduction by constant current and pulse current methods. The structure of achieved was investigated by scanning electron microscopy (SEM), Xray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements are carried out to study the electrochemical behavior of ERGO/NiNiO foam electrodes. SEM images revealed that the wrinkling degree of the synthesized graphene layers increased in pulse current method. The Raman test results confirmed that the current density pulse method has more defects than the constant current. The XRD also showed that the interlayer spacing between the graphene sheets was higher in the pulsed current method. The ERGO/NiNiO foam fabricated by pulse current method provided the smallest ESR value, and thus the fastest charge/discharge process. The desirable electrochemical performance of ERGO/NiNiO foam electrode was mainly attributed to its irregular porous structure provided a large specific area, short ion diffusion distances and transport pathways for electrons. Highperformance ERGO/NiNiO foam hybrid electrode materials made it as a reliable and accessible candidate for application in electrochemical energy storage.