دانلود مقاله ترجمه شده هیبریدهای پلی آنیلین/فولرن پیوند شده کوالانسی با مورفولوژی مرجان مانند برای ابرخازنها با عملکرد بالا

در این مقاله، ما یک فولرین-پلی­آنیلین جدید بر پایه هیبرید (C₆₀-PANI-EB) سبز رنگ سنتز شده از طریق پیوند کووالانسی از پلی­آنیلین (PANI) را بر روی فولرن عاملدار شده با پارا-فنیلن دی آمین (PPD) و خواص خازنی آن گزارش می­کنیم. C₆₀-PANI-EB یک مورفولوژی مرجان مانند منحصر به فرد و متخلخلی با ذرات پلی­آنیلین متصل شده توسط نانوالیاف نشان می­دهد. در مقایسه با پایه PANI-EB)) سبزرنگ پلی­آنیلین، C60-PANI-EB به طور قابل توجهی ظرفیت خازنی ویژه بالاتر، توان ویژه و انرژی ویژه، و پایداری بازیافت بهتری دارد. ظرفیت خازنی ویژه C₆₀-PANI-EB و PANI-EB در چگالی جریان1 میلی­آمپر بر سانتی متر مربع به ترتیب  776 و 492 فاراد بر گرم می­باشد. ظرفیت خازنی ویژه C₆₀-PANI-EB، 37% افزایش بیشتری از PANI-EB حتی در چگالی جریان بالای 100 میلی آمپر بر سانتی متر دارد. انرژی ویژهC₆₀-PANI-EB   64 وات ساعت بر کیلوگرم در 1 میلی آمپر بر سانتی متر مربع است و توان ویژه در چگالی جریان 100 میلی آمپر سانتی متر بر سانتی متر مربع 36595 وات بر کیلوگرم می­باشد. عملکرد خازنی تا حد زیادی افزایش یافته را می­توان به افزایش هدایت یونی ناشی از ساختار اسفنجی مولکولی و مورفولوژی متخلخل و همچنین افزایش هدایت الکتریکی را به مورفولوژی متصل مرجان مانند و گروه قوی الکترون کشنده فولرن از طریق پیوند کووالانسی آن به پلی­آنیلین نسبت داد

1-مقدمه

ابرخازنها، شامل هر دو خازن های الکتروشیمیایی دوگانه (EDLCs) و شبه خازنهای فارادی است که چگالی توان و پایداری فوق العاده ای نسبت به باتریها و چگالی انرژی بالاتری نسبت به خازنهای معمولی دارد که باعث جذابیت آنها برای کاربردهای ذخیره انرژی می­شود [1-3]. شبه خازنها به طور کلی ظرفیت خازنی بیشتری از EDLC با توجه به مکانیسم های ذخیره سازی بار چند برابر از جمله واکنش های اکسیداسیون و کاهش، جذب و جاسازی یون ها دارد [4]. به عنوان یک ماده شبه خازنی معمولی، پلی­آنیلین (PANI) به دلیل سهولت در تهیه، ظرفیت خازنی بالا، فرآیندپذیری خوب و هزینه کم به طور گسترده مطالعه شده است [5،6]. اگر چه ظرفیت خازنی پلی­آنیلین عمدتا توسط واکنش های اکسیداسیون و کاهش تعیین می­شود، مورفولوژی و ریز ساختار پلی­آنیلین نیز نقش مهمی در تعیین عملکرد خازنی خازنی آن بازی می­کند. اعتقاد بر این است که نانوساختارهای پلی­آنیلین با سطح بزرگ ممکن است خواص خازنی افزایش یافته ای را به دلیل واکنش های اکسیداسیون و کاهش سریع توسط منطقه بزرگ سطحی با الکترولیت و طول انتشار کوتاه یونها داشته باشد و احتمالا نیز سایت های اکسیداسیون و کاهش در دسترس را افزایش داده است. نانوساختارهای مختلف از جمله نانو لوله­ها، نانو سیم­ها، نانومیله­ها و نانو ذرات پلی­آنیلین تولید شده اند و به عنوان ابرخازن استفاده می شوند [7-11]. این نانو ساختارها خواص خازنی بهبود یافته ای از ابرخازنهای مبتنی بر پلی­آنیلین معمولی نشان می­دهند...