حمیدرضا غفوری طالقانی

با توجه به افزایش جمعیت جهان و بحران جهانی انرژی، توسعه‌ی دستگاه‌های ذخیره سازی انرژی با کارایی بالا مانند ابرخازن‌ها بسیار مورد توجه است. در این پژوهش نانوکامپوزیت پلی-آنیلین/نانو ورقه‌های گرافن به همراه نانو ذرات مس (Cu-GO/PANI) سنتز و به عنوان مواد الکترودی در ابرخازن مورد استفاده قرار گرفت. مشخصات ساختاری و مورفولوژی نمونه‌ها توسط آنالیزهای پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف‌بینی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR)، تعیین سطح ویژه (BET) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) تایید شدند. خواص ابرخازنی نمونه‌ها توسط آزمایش‌های ولتامتری چرخه‌ای، شارژ-دشارژ گالوانواستاتیک و طیف‌بینی امپدانس الکتروشیمیایی بررسی شد. منحنی‌های ولتامتری چرخه‌ای الکترودها نشان داد که سطح زیر نمودار الکترود Cu-GO/PANI بیشتر از الکترودهای PANI، GO و GO/PANI است. این امر باعث بهبود عملکرد الکتروشیمیایی، رفتار بهتر ابرخازنی، افزایش ظرفیت الکتروشیمیایی و در نتیجه برتری این الکترود در دستیابی به مقادیر بالای چگالی توان و ظرفیت ویژه است. ظرفیت‌های ویژه الکترودهای PANI، GO، GO/PANI و Cu-GO/PANI در دانسیته جریان A/g 1 به ترتیب 765، 625، 1066 و F.g-1 1953 به دست آمد و رفتار ابرخازنی بهبودیافته الکترود Cu-GO/PANI نسبت به سایر نمونه-ها تایید شد. نتایج طیف‌بینی امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد که Cu-GO/PANI علاوه بر ظرفیت ویژه بالا و پایداری الکتروشیمیایی، خواص انتقال بار بهتری دارد. برهمکنش قوی و اثرات هم افزایی بین نانوصفحات PANI و GO، تشکیل فیلم PANI روی GO و عامل دوپینگ نانوذرات مس به عملکرد الکتروشیمیایی نانوکامپوزیت Cu-GO/PANI کمک می‌کند. بررسی پایداری چرخه‌ای نیز مشخص کرد که الکترود Cu-GO/PANI پس از 50، 100، 150 و 200 چرخه به ترتیب 70%، 60%، 55% و 53% ظرفیت اولیه خود را حفظ کرده است.