مطالعه رفتار كامپوزيت پلي آكريل آميد ـ روي اكسيد به عنوان الكترود در ابرخازن هاي الكتروشيميايي

The Study of Polyacrylamide-ZnO Composite as Electrode in Electrochemical Supercapacitor

دراینپژوهش، تهیه و مطالعه رفتارالكتروشیمیاییكامپوزیت پلیآكریلآمید ـ روی اكسید (Polyacrylamide-ZnO) انجامشد. نانو كامپوزیتپلیآكریلآمید ـ روی اكسید با مقدارهای گوناگون روی اكسید بهروش پلیمریزاسیونشیمیایی تهیهشد.مورفولوژی، ساختار بلوری، پایداری گرمایی و مطالعه­ های پرتو­سنجی این نانوكامپوزیت به ترتیب توسط میكروسكوپ الكترونی روبشی (SEM)، پراش پرتو-X(XRD)، تجزیه گر گرما وزنی (TGA) و پرتو‌سنجی تبدیل فوریه ـ فروسرخ (FT-IR) انجام شده است. ظرفیت الكتروشیمیایی به عنوان الكترود در یك ابرخازن نانو كامپوزیت پلی آكریل آمید ـ روی اكسید با روش ولتامتری چرخه­ ای (CV) در محلول 1/0 مولار 4SO 2Na مورد مطالعه قرار گرفت. پلی آكریل آمید به تنهایی هیچ گونه ظرفیت خازنی از خود نشان نداد. با افزودن روی اكسید (به میزان 5%، 15%، 30% و 50%)، كامپوزیت، ظرفیت خازنی نشان داد. منحنی ولتامتری چرخه ای برای كامپوزیت ها نشان داد كه این كامپوزیت ها از نظر الكتروشیمیایی رفتاری برگشت­پذیر دارند كه این رفتار در انتخاب آن ها به عنوان الكترود، در یك ابر خازن الكتروشیمیایی، بسیار مهم است. نتیجه­ه ای این پژوهش بر این نكته تأكید دارد كه اگر چه تعیین میزان حضور روی اكسید در بستر پلیمری این كامپوزیت بر رفتار الكتروشیمیایی كامپوزیت به دست آمده لازم است، اما مورفولوژی مناسب و پایداری گرمایی كامپوزیت، شرط كافی در ایجاد ظرفیت الكتروشیمیایی بالا برای این نوع كامپوزیت به عنوان الكترود در یك ابر خازن است. به طوری كه در كامپوزیتی با مقدار روی اكسید 15% ظرفیت الكتروشیمیایی دیده شده بیش از كامپوزیتی با 5%، 30% و 50% روی اكسید است. ایجاد ساختار نانومتری از كامپوزیت در حالت 15% به عنوان دلیل­ های این ظرفیت بالای الكتروشیمیایی گفته شده است.

In this study, polyacrylamide-ZnO composites were synthesized and the behavior of the obtained composites were studied as electrode materials in electrochemical supercapacitors. The morphology, crystal structure, and thermal stability of the composites were examined by Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Diffraction (XRD), Thermal Gravimetric Analysis (TGA), and FT-IR. Electrochemical properties were determined by Cyclic Voltammetry (CV). Cyclic voltammetry curves confirmed the reversible electrochemical behavior of the composites. The composite oxide content was found to be 15% of the composite’s capacity, with 30% and 50% for zinc oxide. The results indicated that although presence of zinc oxide in the composite has effective role on the electrochemical behavior of the composite, the morphology and thermal stability of the composite determined the composite’s capacity as an electrode in electrochemical supercapacitors.