فیزیک پلاسما و کاربردها
الکترود ابرخازن مبتنی بر نانوالیاف اصلاحشده توسط پلاسما غیرحرارتی فشار-پایین با عملکرد الکتروشیمیایی بهبود یافته
نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
چکیده
یکی از چالشهای اساسی در توسعه ابرخازنهای مبتنی بر نانوالیاف، محدودیت در پایداری چرخهای و عملکرد الکتروشیمیایی آنها است. در این پژوهش، بهمنظور بهبود رفتار شبهخازنی، از اثر همافزایی نانوذرات اکسید نیکل (NiO) در بستر نانوالیاف همراه با اصلاح سطح بهوسیله پلاسمای غیرحرارتی تخلیه سد دیالکتریک (DBD) استفاده شد. اصلاح پلاسمایی نانوالیاف اکسید نیکل منجر به افزایش قابلتوجه سطح ویژه از 143.2 m2 g-1 به 225.5 m2 g-1 گردید. نتایج پراش پرتو ایکس (XRD) و طیفسنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) نیز تشکیل فاز بلوری خالص NiO را تأیید کرد. بهمنظور ارزیابی عملکرد الکتروشیمیایی الکترودها، آزمونهای ولتامتری چرخهای (CV)، شارژ–دشارژ گالوانواستاتیک (GCD) و طیفسنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) انجام شد. الکترود اصلاحشده با پلاسما اکسیژن ظرفیت ویژه معادل 446.0 F/g در چگالی جریان 1 A/g ارائه داد. علاوه بر این، کاهش مقاومت سری معادل (Rs) از 1.54 Ω به 1.42 Ω بیانگر بهبود انتقال بار و تسهیل نفوذ یونها در ساختار نمونههای اصلاحشده است. در مجموع، نتایج این پژوهش نشان میدهد که اصلاح سطح نانوالیاف اکسید نیکل با پلاسمای اکسیژن به روش تخلیه سد دیالکتریک در فشار پایین، روشی سریع و کارآمد برای ارتقای عملکرد الکتروشیمیایی الکترودهای ابرخازنی با کارایی بالا محسوب میشود.
کلیدواژهها
)