دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب

صفحه اصلی / اولین کنفرانس ملی شیمی، نانو مواد، پلیمر- چالش ها و کاربردها

مطالعه اثر نانوکامپوزیت Mno2/rG بر کارایی باتری های روی-هوا

نویسندگان :

Ksvdk Tvahnd¹

1- پژوهش سرای باقرالعلوم

کلمات کلیدی :

باتری روی – هوا،،پیل سوختی،واکنش کاهش اکسیژن،نانوکامپوزیت،گرافن

چکیده :

در سال های اخیر باتری های فلز هوا به عنوان منابع تولید انرژی در کنار پیل های سوختی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند به دلایلی مانند زیست سازگار بودن و چگالی انرژی بالا، از طرفی محدودیت این باتری ها در راندمان پایین واکنش کاهش اکسیژن است. واکنش کاهش اکسیژن اهمیت تکنولوژیکی در توسعه دستگاه های الکتروشیمیایی مانند باتری های روی-هوا، سلول های سوختی و غیره دارد. سینتیک کند واکنش کاهش اکسیژن در شرایط آزمایشی باعث کند شدن عملکرد دستگاه ها می شود. به منظور بهبود عملکرد با سینتیک افزایش یافته، یک الکتروکاتالیست بهتر لازم است. در این پژوهش به سنتز نانوذرات MnO2 که نقش الکتروکاتالیست را در باتری روی هوا دارد، پرداخته شده است. MnO2 به دلیل فعالیت مطلوب در واکنش کاهش اکسیژن، پایداری ردوکس، کم هزینه، توجه زیادی را به خود جلب کرد. از طرفی بستر مناسب برای قرار گرفتن نانوذرات MnO2 در این باتری ها گرافیت می باشد. با توجه به اهمیت و ویژگی های مناسب گرافن مانند بالا بودن سطح و رسانایی بالا، در این پژوهش به عنوان بستر جهت قرار دادن ذرات MnO2 انتخاب شد. نانو ذرات MnO2 با کمک آلتراسونیک سنز شد و سپس با تیمار شیمیایی نانو کامپوزیت ها با گرافیت (Gr) و اکسید گرافن احیا شده (RGO) تهیه شدند تا کارایی هر دو مقایسه شود.و خلوص، فاز و مورفولوژی نمونه های تهیه شده با پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، طیف سنجی مادون قرمز(FTIR) بررسی شد. نمونه‌های مختلفی از جمله NMO خالص، ترکیب NMO-گرافیت، و همچنین نانو کامپوزیت‌های NMO/Gr و NMO/RGO به‌عنوان مواد فعال در باتری به‌صورت الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نمونه NMO/RGO ظرفیت ویژه بالاییmAh/g 600 در چگالی جریان 2mA نشان داد که بسیار بالاتر از نمونه های دیگر است. همه نتایج به دست آمده نوید نانو کامپوزیت NMO/RGO را به عنوان یک ماده الکترود با کارایی بالا برای باتری روی هوا نشان می دهد.