Skip to main content
SUPERVISOR
محمد ژیانی (استاد راهنما) معصومه جواهری (استاد مشاور) سعید اصلان زاده (استاد مشاور)
 
STUDENT
Eman Poornejati
ایمان پورنجاتی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Preparation, optimization and evaluation of carbon cathodes based on Cu nanoparticles supported on graphene in lithium thionyl Chloride (Li/SOCl2) battery
In this thesis, optimization, preparation and evaluation of cathode electrodes based on carbon-PTFE-metal Nano composites (containing Cu and Cu/rGO nanoparticles as the Nano catalysts) in the Li/SOCl 2 battery were investigated. Then, the performance of the mentioned electrodes against the common commercial batteries, in the lithium thionyl chloride battery, and in the reduction reaction of SOCl 2 was investigated. TFE/carbon composites with different weight values of PTFE (10%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, and 50%) were synthesized and the results showed that among the carbon Nano composites, a composite of acetylene black containing 40% wt of Teflon in the LiAlCl4/SOCl 2 had the best performance (exemplar: the cathodic peak of 7 mA). Also, the electrochemical results showed that the current power for the acetylene black is 175 mW and has a high potential in the reduction of thioyl chloride in comparison with the other carbon samples (Vulcan and CNT). SEM and the mapping images showed Cu particles were not dispersed uniformly in the carbon/PTFE composites by mechanical approach, while in the sample in which the Cu particles coated onto the rGO, the Nano catalyst was good dispersed in the Carbon/PTFE composites. The electrochemical behavior of the prepared battery has a good compatibility with commercial batteries and the OCVs for composites were about 3.84 V. The morphology and structure of the composites have been studied using XRD, TEM, and SEM techniques.
در این پایان‌نامه به ساخت و ارزیابی الکترود کاتد بر پایه انواع نانو کامپوزیت‌های کربن- تفلون- فلز (نانو ذرات مس و نانو ذرات فلزی مس بر روی بستر گرافن احیا شده) برای باتری لیتیم تیونیل کلرید پرداخته‌شده است. سپس عملکرد الکترودهای فوق در مقایسه با نمونه‌های تجاری در سیستم دو الکترودی و باتری لیتیم تیونیل کلرید در واکنش احیای SOCl 2 بررسی‌شده است. کامپوزیت های کربن- تفلون با مقادیر مختلف تفلون (10%،20%، 25%، 30%، 35%، 40% و 50%) وزنی ساخته شد که نتایج نشان می‌دهد در میان نانو کامپوزیت‌های کربنی مختلف آزمایش‌شده، کامپوزیت حاوی استیلن بلک با 40 درصد وزنی تفلون در محلول 8/1 مولار LiAlCl4/SOCl 2 ، دارای بهترین عملکرد با جریان پیک کاتدی 7 میلی‌آمپر می‌باشد. علاوه بر این، نتایج حاصل از آزمایش‌های الکتروشیمیایی نشان داد که مقدار توان برای پودر کربنی استیلن بلک mW 175 بوده و عملکرد آن در احیای تیونیل کلرید بالاتر از دیگر انواع مواد کربنی موردبررسی (کربن ولکان و نانولوله‌های کربنی) می باشد. نتایج ساختار SEM و MAP نشان می‌دهد که ذرات مس هنگامی‌که به‌طور مکانیکی به کامپوزیت کربن- تفلون اضافه شوند دارای توزیع غیریکنواخت می‌باشند. این در حالی است که نمونه‌ی دارای نانو ذرات مس بر روی بسترگرافن که به روش شیمیایی تهیه‌شده بود، در کامپوزیت کربن- تفلون- فلز دارای پخش یکنواخت هست. رفتار الکتروشیمیایی باتری‌های حاوی نانو ذرات فلزی مس بر روی بستر گرافن، با نتایج حاصل از باتری‌های تجاری مطابقت داشت و ولتاژ مدارباز سامانه ی باتری برای کامپوزیت‌های مختلف حدود 84/3 ولت به دست آمد. لازم به ذکر است ترکیب بندی و ریزساختار کامپوزیت‌های مختلف ساخته‌شده با استفاده از XRD، TEM و SEM موردبررسی قرارگرفته است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی