برگزاری دفاعیه دکتری در دانشکده شیمی

  دفاعیه دکتری در دانشکده شیمی

  خانم فرزانه حکمت دانشجوی دکتری شیمی، در تاریخ 30/06/94 از رساله دکتری خود تحت عنوان " تاثیر مایعات یونی بر ابرخازن های بر پایه نانولوله های کربنی " با راهنمایی خانم دکتر بهشته سهرابی دفاع خواهدکرد .

  استاد راهنمای اول: خانم دکتر بهشته سهرابی

  استاد مشاور: آقای دکتر محمدصفی رحمانی فر

  هیات داوران: آقای دکتر مجید جعفریان، آقای دکتر سعید شاهرخیان، آقای دکتر سید مجید هاشمیان زاده، آقای دکتر علی غفاری نژاد

  این جلسه ساعت 8 صبح روز دوشنبه 30/06/94 در اتاق 130 دانشکده مهندسی شیمی برگزار خواهد شد .

  چکیده: اخیراً ابرخازن ها، به واسطه عملکرد ایمن، سرعت بالای شارژ/دشارژ، عمر چرخه ای طولانی، و دانسیته توان بالا، توجهات زیادی را به خود جلب کرده اند. در سال های اخیر، نانولوله های کربنی به دلیل هدایت الکتریکی بالا و مساحت سطح ویژه قابل توجه شان، به عنوان یکی از مواد الکترودی نوید بخش برای ساخت ابرخازن ها مطرح شده اند. اما هرگاه از این دسته از مواد در ساخت الکترودها استفاده شود، تجمعات ناشی از برهم کنش های π - π میان نانولوله های کربنی، باعث محدود شدن ظرفیت عملی آنها می شود. این مسئله مستقیماً بر روی دسترسی پذیری یون های الکترولیت به سطح الکترود، تاثیر می گذارد. تلاش در جهت حداکثر کردن مساحت سطح ویژه مواد فعال الکترود (به واسطه غلبه بر این برهم کنش های π - π میان نانولوله های کربنی) و نیز افزایش هدایت الکتریکی نانولوله های کربنی (با ایجاد نقص در شبکه منظم نانولوله های کربنی) مهم ترین اهداف این پایان نامه هستند.

  به منظور به حداقل رسانیدن تجمعات نانولوله های کربنی، استراتژی های جدیدی برای تهیه الکترودها اتخاذ شده اند. یکی از این روش ها مبتنی بر ترسیب معلق های کلوئیدی از نانولوله های کربنی در محلول آبی مایعات یونی بر روی سطح زیر لایه های مناسب می باشد. برای ترسیب نانولوله های کربنی به خوبی پراکنده شده، از روش نشست الکتروفورتیک استفاده شد. با اتخاذ این روش، علاوه بر اینکه فیلم نازک و یکنواختی از ماده فعال الکترودی بر روی زیر لایه تشکیل می شود، به علت عدم نیاز به استفاده از اتصال دهنده های پلیمری، مقاومت سری معادل الکترودهای حاصل به صورت قابل توجهی کاهش می یابد. بنابراین، مستقیماً به افزایش دانسیته انرژی و توان ابرخازن های حاصل، می انجامد.

  از آنجایی که عملکرد ابرخازن ها مستقیماً تابعی از میزان مقاومت الکترودهای تهیه شده و نیز پنجره پتانسیل الکترولیت به کار برده شده است، در این پایان نامه سعی شد تا با انتخاب روشی مناسب از استفاده از اتصال دهنده های پلیمری (که سبب افزایش مقاومت سری معادل می شوند)، اجتناب شود. برای این منظور از روش های نشست مستقیم نانولوله های کربنی بر روی زیر لایه رسانا (فوم نیکل یا نانوسیم های نیکل) استفاده شد. از سوی دیگر انتخاب الکترولیت مناسب با پنجره پتانسیل گسترده که تناسب خوبی با نانولوله های کربنی دارد، می تواند به بهبود عملکرد ابرخازن های حاصل بیانجامد. مایعات یونی دمای اتاقی، که در گستره وسیعی از پتانسیل پایدار هستند (تا دو برابر الکترولیت های آلی)، به علت سازگاری خوبی که با نانولوله های کربنی دارند، به عنوان الکترولیت مورد استفاده قرار گرفتند و نشان دادند که در مقایسه با حلال های آبی، توانایی خوبی در بهبود عملکرد الکترودهای برپایه نانولوله های کربنی دارند. میکروسکوپ الکترونی روبشی ( SEM )، میکروسکوپ نیروی اتمی ( AFM )، طیف سنجی رامان، پراش اشعه ایکس ( XRD )، اندازه گیری پتانسیل زتا، و گرماسنجی افتراقی ( TGA )، اندازه گیری مساحت سطح ویژه ( BET ) برای ارزیابی ساختار مواد الکترودی، مورد استفاده واقع شدند. ولتامتری چرخه ای ( CV )، شارژ/دشارژ گالوانواستاتیک، و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی ( EIS ) نیز برای ارزیابی رفتار خازنی الکترودهای تهیه شده به کار برده شدند.