دانلود مقاله ترجمه شده اثر مورفولوژی ذرات کربن بر خواص الکتروشیمیایی ترکیبات نانوکربن/پلی آنیلین در ابرخازنها

1-مقدمه

با نیاز بالای سیستم های ذخیره سازی انرژی برای وسایل الکترونیکی قابل حمل، پشتیبانی ذخیره سازی توان و کاربردهای وسایل نقلیه هیبریدی، ابرخازنها (نیز خازن های الکتروشیمیایی و یا فوق ابرخازنها نامیده می­شود) توجه رو به افزایشی را بدلیل به چگالی بالای توان آنها و چرخه عمر طولانی در مقایسه با باتری های قابل شارژ و چگالی انرژی بالا در مقایسه با خازن های حالت جامد و الکترولیتی معمولی بدست آورده است [1-2]. دو مکانیسم اصلی ذخیره انرژی، ذخیره انرژی دوگانه الکتریکی (EDL) و شبه خازنی نامیده می­شود [3]. شایع ترین مواد الکترود مورد استفاده برای خازن EDL مواد کربن، مانند کربن فعال، آئروژل های کربنی، نانولوله های کربنی (CNTs)، کربن مزوپور و کربن متخلخل سلسله مراتبی است، زیرا دارای سطح بزرگ و توزیع اندازه منافذ کنترل شده می­باشند [4-5]. با این وجود، ریزساختار و سطح کمتر فعال همیشه آنها را از تشکیل EDL ممانعت می­کند ]6-7[. همانطور که برای شبه خازنها، اکسیدهای فلزی، مانند اکسیدهای Ru [8]، Co [9] و Mn [10] و پلیمرهای رسانا، به عنوان مثال،  پلی­آنیلین (PANI) ]11[، پلی پیرول [12] و پلی­تیوفن ]13[، توجه زیادی را برای واکنش های برگشت پذیر فارادی خود بر روی سطح خود جلب کرده است. در میان این مواد، پلی­آنیلین مواد الکترود ویژه امیدوار کننده ای به دلیل هزینه پایین، سنتز آسان و ظرفیت خازنی نسبتا بالای می­باشد [11]. متاسفانه، هدایت الکترونیکی کم آن و پایداری چرخه ای ضعیف مانع کاربرد گسترده ای در ابرخازنها می­شود [7،12]. بنابراین، یک استراتژی مشترک برای طراحی مواد الکترود بهتر با انرژی بالا و تراکم قدرت برای ترکیب مزایای استفاده از مواد کربن با هدایت خوب الکترونیکی و پلی­آنیلین با شبه خازنی بالا وجود دارد. به عنوان مثال، کربن متخلخل/ پلی­آنیلین ]14،11-16[، نانولوله­های کربنی/پلی­آنیلین ]17-19[ و ترکیبات پلی­آنیلین مبتنی بر گرافن [6،7،20-22] به منظور بهبود عملکرد الکتروشیمیایی پلی­آنیلین کشف شده است...