تحقیق تهيه نانو کامپوزيت های با خاصيت ابرخازنی

توضیحات

عنوان: تهيه نانو کامپوزيت های با خاصيت ابرخازنی

• چکیده
• فصل 1
•  معرفی خازن
•  ابر خازن
•  انتخاب یک ابر خازن
•  طبقه بندی ابر خازن‌ها
•  طبقه بندی ابر خازن‌ها
•  ابر خازن‌ها بر پایه واکنش ردوکس
• فصل 2
•  مقدمه
•  روش های سنتز نانوکامپوزیر با خاصیت ابر خازنی
•  اسپاترینگ
•   رسوب دهی بخار شیمیایی (CVD)
•  روش های الکتروشیمیایی
•  روش هیدروترمال
•  مطالعات انجام شده
• فصل 3
•   نتیجه گیری و پیشنهادات
•  مراجع

فصل 1

معرفی ابرخازن ها

1-1- معرفی خازن

خازن در واقع دو صفحه‌ی موازی فلزی است که لایه ای از هوا یا عایق به عنوان دی الکتریک میان آن قرار می گیرد. دی الکتریک از مواد نارسانا ساخته شده است که بین صفحات موازی الکترود فلزی قرار گرفته است. ولتاژ ورودی خازن به توان دی الکتریک وابسته است که برای ظرفیت کلی در نظر گرفته می شود. شکل ۱-1 شمایی از خازن موازی را نشان می دهد. خازن ها انرژی الکتریکی را نگهداری می کنند و به همراه مقاومت ها در مدارهای ردیاب زمانی استفاده می شوند. همچنین از خازن ها برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم و در مدارها به عنوان فیلتر استفاده می شود. زیرا خازن ها به راحتی سیگنال های متناوب را عبور می دهند و مانع عبور سیگنال های مستقیم می شوند. خازن، یک جزء الکتریکی است که می تواند انرژی الکتریکی را توسط میدان الکترواستاتیکی (بار الکتریکی) در خود ذخیره کند. با توجه به اینکه بار الکتریکی در خازن ذخیره می شود، برای ایجاد میدان های الکتریکی یکنواخت می توان از خازن استفاده کرد. خازن ها می توانند میدان های الکتریکی را در حجم های کوچک نگه دارند[1].

شکل 1-1- شماتیکی از خازن های موازی ساده [1]

2-1- ابر خازن

تحقیق و پژوهش برای توسعه دستگاه های ذخیره سازی انرژی پاک در طول چند سال گذشته به دلیل نگرانی هایی چون عرضه ی محدود انرژی و مشکلات زیست محیطی رشد عظیمی داشته است. یک نوع از این دستگاه ها ابرخازن ها می باشند. ابرخازن ها که همچنین خازن های الکتروشیمیایی یا اولترا خازن نامیده می شوند به علت داشتن طول عمر چرخه ای بالا، زمان شارژکوتاه، بهره برداری ایمن، پویایی بالا، مقاومت داخلی کم و زیست ایمن بودن برای کاربرد در وسایل ذخیره سازی انرژی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. ابرخازن ها از نظر ساختاری شبیه باتری ها هستند. هر ابرخازن از دو الکترود صفحه ای غوطه ور درون محلول الکترولیت تشکیل شده است. همچنین یک دی الکتریک متخلخل به عنوان جدا کننده بین دو الکترود قرار گرفته است که نسبت به یون ها تراوا بوده اما مانع انتقال بار بین دو الکترود است. بر اساس مطالعات انجام شده، کارایی ابر خازن ها وابسته به ظرفیت خازنی و میزان مقاومت درونی سیستم است. ظرفیت خازنی خود تحت تأثیر پارامتر هایی مانند مساحت سطح موثر، دانسیته و توزیع اندازه حفرات، حضور گروه های عاملی و میزان آبگریزی سطح است. بهینه سازی این پارامترها منجر به افزایش ظرفیت لایه ی دوگانه ی الکتریکی و بهبود ظرفیت خازنی می شود. فاکتور کلیدی دیگر، میزان مقاومت الکتریکی است که از طریق افزایش هدایت الکتریکی اجزاء کاهش مقاومت تماسی در فصل مشترک الکترود/ الکترولیت و استفاده از الکترولیت مناسب، تا حد زیادی قابل کنترل است [1].

ابرخازن ها می توانند به خازن های لایه ی دوگانه ی الکتریکی و شبه خازن ها طبقه بندی شوند. خازن های لایه ی دوگانه از مواد کربنی به عنوان الكترود استفاده می کنند و معمولا دانسیته توان برای آن ها بالا است اما از ظرفیت ویژه پایین رنج می برند. در حالی که شبه خازن ها با استفاده از اکسیدها و هیدروکسید های فلزی واسطه و پلیمرهای رسانا به عنوان مواد الكترود، می توانند ظرفیت بالایی ارائه دهند ولی پایداری چرخه ای ضعیفی دارند. در نتیجه، عملکرد بهتری از ترکیبی از این دو دسته یعنی، مواد کربنی / اکسیدهای فلزی، هیدروکسید ها یا پلیمرهای رسانا مورد انتظار است [1].

توجه:

برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.

لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.