Skip to main content
SUPERVISOR
Amir Abdolmaleki,Mohammad Zhiani,Hassan Hadadzadeh
امیر عبد الملکی (استاد مشاور) محمد ژیانی (استاد راهنما) حسن حداد زاده (استاد مشاور)
 
STUDENT
Fahime Soroush najaf abadi
فهیمه سروش نجف ابادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Fabrication and evaluation of different porous cathode electrodes base on the carbon nanoparticles and effect of these electrodes in the lithium thionyl chloride (Li/SOCl2) battery
In this thesis we made and evaluated different porous cathode electrodes based on the carbon nanoparticles prepared with ultrasonic method. Performance of these electrodes in electroreduction of thionyl chloride compare together in the cell and three-electrode system. The electrochemical behavior of four types of carbon acetylene black (AB), Vulcan XC-72, multi walled carbon nano tubes (MWCNTs) and carbon that refined from commercial battery was investigated by cyclic voltammetry (CV), linear sweep voltammetry (LSV) and chronoamperommetry (CA) techniques in 1.8 M LiAlCl 4 /SOCl 2 electrolyte. The CV data as depicted clearly show that the acetylene black carbon with 7mA cathodic current is the best carbon sample for the electroreduction of thionyl chloride. In addition, the results of polarization curves show that the acetylene black carbon has a maximum power density of 175 mW, which is higher than other carbons at 25?C, while MWCNTs with 160 mW maximum power density shows the lower activity among four types of the candidate carbons. Moreover, the effect of adding 2 mg poly(vinylpyrrolidone) (PVP) to the electrolyte was evaluated in three-electrode system by CV, LSV and CA techniques. The results of the electrochemical tests show that Vulcan XC-72 with 250 m 2 /g surface area is the best cathode in the presence of PVP, because the peak current of CV diagram of this carbon is three times higher than other carbons. The nanocomposite of Vulcan-PVP and MWCNTs-PVP was evaluated and compared in three-electrode system. The result of CV diagram show that Vulcan carbon nanocomposite with 6 mg PVP has the best performance for the Li/SOCl 2 battery.
در این پایان نامه به ساخت و ارزیابی انواع الکترود کاتد بر پایه نانوذرات کربنی مختلف تهیه شده با استفاده از روش اولتراسونیک پرداخته شده است. بر این اساس، عملکرد کربن های استیلن بلک (AB)، نانولوله های کربنی چنددیواره (MWCNTs)، ولکان (Vulcan XC-72) و کربن فرآوری شده از یک باتری تجاری، درکاهش تیونیل کلرید با استفاده از سیستم سه الکترودی و سیستم دو الکترودی باتری بررسی شد. در این تحقیق رفتار و کارایی الکترود کاتد در سیستم سه الکترودی، با استفاده از روش های ولتامتری چرخه ای، ولتامتری روبش خطی و کرونوآمپرومتری بررسی شد. در میان کربن های مختلف آزمایش شده کربن استیلن بلک در محلول 8/1 مولار LiAlCl 4 /SOCl 2 ، با جریان پیک کاتدی 7 میلی آمپر، بهترین عملکرد را از خود نشان داد. علاوه براین نتایج حاصل از آزمایش های الکتروشیمیایی در سیستم دو الکترودی نشان داد که مقدار توان برای کربن استیلن بلک mW 175 بوده و عملکرد آن در کاهش تیونیل کلرید بالاتر از دیگر کربن ها است. نانولوله های کربنی چنددیواره در فرایند اولتراسونیک شکسته شده و در میان چهار کربن کم ترین میزان توان (mW 160) را از خود نشان می دهد. علاوه براین، تأثیر افزودن پلی( وینیل پیرولیدون) یاPVP به الکترولیت و همچنین به ساختار خمیر کربن و استفاده از نانوکامپوزیت کربن-PVP به جای کربن خالص در سیستم سه الکترودی مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور ساخت نانوکامپوزیت از کربن ولکان و نانولوله های کربنی چنددیواره استفاده شد. نتایج حاصل از ولتامتری چرخه ای کربن های مختلف در الکترولیت حاوی 2 میلی گرم PVP، مقدار جریان پیک کاتدی برای کربن ولکان (مساحت سطح فعال m 2 /g 250) را 9 میلی آمپر نشان می دهد که بیش از سه برابر بزرگتر از جریان پیک کاتدی سایر کربن ها در الکترولیت حاوی PVP است. آزمایش های الکتروشیمیایی سیستم دو الکترودی باتری شامل ثبت منحنی پلاریزاسیون و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی بودند. به منظور مقایسه باتری آماده شده در این آزمایش با باتری های تجاری، به بررسی طیف امپدانس و منحنی پلاریزاسیون سه باتری تجاری که در مدت زمان های متفاوت استفاده شدند نیز پرداخته شد. رفتار الکتروشیمیایی سیستم دو الکترودی باتری با نتایج حاصل از باتری های تجاری مطابقت داشت و ولتاژ مدار باز سیستم دو الکترودی باتری برای کربن های مختلف حدود 56/3 ولت بدست آمد. لازم به ذکر است ریزساختار کربن های مختلف، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفته است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی