جلال ارجمندی

تکامل مداوم به سمت دستگاه‌های الکترونیکی با بازدهی بالا با خواص سبز و مقاومت مکانیکی، تقاضای جدید را برای الکترودهای نانوکامپوزیت ایجاد کرده است. در این پژوهش، روش کارآمد سنتز الکتروشیمیایی در طراحی الکترودهای جدید نانوکامپوزیتی گرافن اکسایدکاهش یافته و پلیمر ایندول که توسط نانوساختارهای -MnO2 و V2O5 اصلاح شده است به کار گرفته شده است. سنتز نانوذرات V2O5 به روش کند و سوز لیزری با استفاده از یک لیزر تارنوری نانوثانیه در محیط مایع (LAL) انجام شد. همچنین نانوساختار -MnO2 به روش واکنش حالت جامد ساخته شد. الکترودهای ساخته شده با استفاده از روش‌های فیزیکی و الکتروشیمیایی مشخصه‌یابی شدند. جهت بررسی تاثیر ویژگی-های مورفولوژیکی سطح بر عملکرد الکتروشیمیایی (EC) الکترودهای نانوکامپوزیتی، مطالعات مورفولوژی سطح با استفاده از تحلیل داده‌های آنالیز میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) انجام پذیرفت. این مطالعات نشان داد که حضور نانوذرات منجر به فشردگی بیشتر و مورفولوژی سطحی منسجم با زبری و بی‌نظمی بیشتر می‌شود. مطالعات الکتروشیمیایی الکترودهای طراحی شده شامل ولتامتری چرخه ای (CV)، شارژ-دشارژ گالوانوستاتیک (GCD) و پایداری چرخه-ای، در سیستم‌های سه و دو الکترودی مورد بررسی قرارگرفت. در نهایت، دو ابرخازن نامتقارن rGO//rGO/PIND/V2O5 (ASCs) و rGO//rGO/PIND/-MnO2 و یک ابرخازن متقارن (SSCs) با استفاده از الکترود rGO/PIND/-MnO2 ساخته شدند. دستگاه نامتقارن rGO//rGO/PIND/-MnO2 ظرفیت خازنی ویژه (CS) قابل توجه Fg-1 165، چگالی انرژی Wh kg-15/51 و چگالی توان kW kg-1 7/3 در Ag-10/5 گرم، حفظ %7/95 از ظرفیت اولیه پس از 10000 چرخه و با پنجره پتانسیل گسترده 50/1 ولت را نشان داد. علاوه بر آن، دستگاه متقارن طراحی شده با استفاده از الکترود rGO/PIND/-MnO2 چگالی انرژی Wh kg-1 5/28 و چگالی توان kW kg-18/6 در A g-1 0/5 با حفظ ظرفیت ٪8/92 پس از 10000 چرخه را نشان داد.