بررسي اثر پارامترهاي سنتزي اكسايش الكتروشيميايي در حضور آمونيوم سولفات بر رفتار الكتروشيميايي پارچه كربني

Study the effects of synthetic parameters of electrochemical oxidation with ammonium sulfate on electrochemical behavior of carbon cloth

در اين پژوهش، اكسايش الكتروشيميايي پارچه كربني با تغيير پارامترهاي سنتزي از جمله دما، تجديد الكتروليت، نوع كاتيون و غلظت اكسنده، زمان و مقدار پتانسيل اعمالي مورد بررسي قرارگرفته است. اثر هر يك از پارامترهاي ستنزي اشاره شده با مطالعه رفتار الكتروشيميايي پارچه‌هاي كربني اكسيدشده توسط آزمون‌هاي ولتامتري چرخه‌اي (CV) و شارژ/دشارژ جريان ثابت (GCD) بررسي شده است. اكسايش الكتروشيميايي پارچه كربني با تكنيك پتانسيواستات و در حضور اكسنده آمونيوم سولفات ((NH4)2SO4) انجام شده است. نتايج اين پژوهش مقدار مطلوب پارامترهاي سنتزي براي دستيابي به پارچه كربني اكسيدشده با ظرفيت خازني بالا را مشخص كردند. در بخش دوم اين پژوهش اكسايش الكتروشيميايي پارچه كربني با روش مرسوم اكسايش هيدروترمال در حضور اسيد نيتريك (HNO3) مقايسه شده و كارآيي اين دو روش در دستيابي به پارچه كربني فعال با ظرفيت خازني بالا مورد مقايسه قرارگرفته است. نتايج نشان داد كه روش الكتروشيميايي روش بسيار مطلوبي براي فعالسازي پارچه كربني در مدت زمان كوتاه به منظور استفاده در كاربردهاي ابرخازن است.

In this paper, the synthetic parameters of electrochemical oxidation of carbon cloth including electrolyte temperature, electrolyte refreshing, cation content and concentration of oxidant, oxidation time and applied potential were studied. The electrochemical behaviors of oxidized carbon cloths were examined by cyclic voltammetry (CV) and galvanostatic charge/discharge (GCD) in sulfuric acid (H2SO4) as electrolyte using a potentiostat/galvanostat analyzer. The electrochemical oxidation was carried out using a potentiostat technique in the presence of ammonium sulfate ((NH4)2SO4) as an inorganic oxidant. Results indicated the optimum synthetic parameters for achieving a high capacitance oxidized carbon cloth. In second part, the electrochemical oxidation of carbon cloth using the optimized parameters was comprised with hydrothermal oxidation route by using concentrated nitric acid (HNO3) regarding the electrochemical activity of their resultant oxidized and activated carbon cloths. The results showed that the electrochemical oxidation is desirable route for activating the carbon cloth quickly for use in supercapacitor applications.