سنتز نانوپودر موليبدات كبالت/اكسيدگرافن، ساخت الكترود و بررسي خواص ابرخازني

Synthesis of CoMoO4/GO nano powder, electrode manufacturing, and supercapacitor characterization

امروزه به دليل افزايش مشكلات زيست محيطي مانند گرمايش و آلودگي هاي جهاني ناشي از مصرف بيش از حد سوخت هاي فسيلي، استفاده از انرژي هاي تجديد پذير و پايدار مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش، هدف سنتز ذرات موليبدات كبالت به روش هيدروترمال و بهينه سازي پارامتر هاي موثر بر اندازه ذرات آن، ساخت كامپوزيت موليبدات كبالت/ اكسيد گرافن و مقايسه خواص ابرخازني اين كامپوزيت با موليبدات كبالت سنتز شده است. مواد اوليه مورد استفاده O2H 6 .2(3NO) Co و O2H2. (4MoO)2 Na مي­باشد. چهار پارامتر تاثير گذار در اندازه نهايي ذرات موليبدات كبالت زمان، دما، نسبت غلظتي پيش ماده و اثر افزودني در نظر گرفته شد كه در سه سطح مورد بررسي قرار گرفتند و پاسخ هر كدام براي دستيابي به كمترين اندازه ذره مشخص شد. براي بررسي متوسط اندازه ذره و مورفولوژي و تعيين فاز هاي تشكيل شده به ترتيب از آناليز ميكروسكوپ الكترون روبشي گسيل ميدان و پراش اشعه ايكس استفاده شد. نتايچ پراش اشعه ايكس تشكيل موليبدات كبالت را تاييد كرد. همچنين شرايط بهينه در نظر گرفته شده براي سنتز موليبدات كبالت به صورت زمان 21 ساعت، دماي ºC120، نسبت غلظتي 296/1 و افزودني اسيد استاريك تعيين شد. نتايج FESEM متوسط اندازه ذرات را 40/1 ميكرومتر نشان داد. به منظور تشكيل پودر كامپوزيتي موليبدات كبالت/ اكسيد گرافن همراه با مواد اوليه 003/0 گرم اكسيد گرافن به محلول اوليه افزوده شد. رفتار الكتروشيميايي پودر موليبدات كبالت و همينطور كامپوزيت تهيه شده به عنوان ماده فعال ابرخازني با آناليزهاي ولتامتري چرخه اي و شارژ-دشارژ در چگالي هاي جريان مختلف، بررسي شد. نتايج حاصل افزايش ظرفيت ابرخازني در اثر كامپوزيت شدن با اكسيد گرافن را تاييد كرد كه نشان دهنده رفتار خوب كامپوزيت موليبدات كبالت/اكسيد گرافن براي كاربرد در ابر خازن­هاست.

The use of renewable and sustainable energy is nowadays being explored as a solution to the growing environmental problems such as global warming and pollution caused by the overconsumption of fossil fuels. The main objective of this study is to synthesize cobalt molybdate particles by a hydrothermal method and to optimize the parameters affecting the particle size, to prepare a cobalt/graphene oxide composite, and to compare the supercapacitance properties of this composite with cobalt molybdate. Na2 (MoO4).2H2O and Co (NO3)2.6H2O are the raw materials used. The four main criteria for the final particle size of cobalt molybdates are time, temperature, precursor concentration ratio and additive effect. They were tested in three steps and the response of each parameter was determined to obtain the smallest possible particle size. In this study, X-ray diffraction microscope and field emission scanning electron microscope were used to identify the phases formed and to determine the average particle size. X-ray diffraction studies confirmed the formation of cobalt molybdate. Ideal conditions for the synthesis of cobalt molybdate were determined to be 21 hours, 120°C, a concentration ratio of 1.296, and stearic acid as an additive. The average particle size of 1.40 micrometers was determined using FESEM data. Cobalt molybdate/graphene oxide composite powder was prepared by adding 0.003 g of graphene oxide to the starting solution. Cyclic voltammetry and charge-discharge studies at different scan rates and current densities, respectively, were used to investigate the electrochemical behavior of cobalt molybdate powder and the composite formed as an active material for supercapacitors. The results showed that the CoMoO4/GO composite had a higher supercapacitor capacity than CoMoO4, confirming the efficiency of graphene oxide in increasing the specific capacitance and improving the supercapacitor properties after composition with geraphene oxide.