نویسنده = lمحمدرضا باعزت
مواد پیشرفته (نانو مواد،جاذب، چسبنده‌ها، لغزنده‌ها، آتش‌گیرها و...)

ساخت ابرخازن با کارایی بالا بر پایه نانوکامپوزیت شبکه فلز-آلی نیکل/تیتانیم کربید مکسین /گرافن ایروژل جهت استفاده در تجهیزات نظامی

دوره 3، شماره 4، زمستان 1403، صفحه 1-20

سید مهدی خوش فطرت، منصور حدادی دولت آبادی، lمحمدرضا باعزت

چکیده ابرخازن‌ها به عنوان یک فناوری نوظهوردرذخیره‌سازی انرژی در تجهیزات نظامی ، به دلیل چگالی توان بالا، عمر طولانی و سرعت شارژ-دشارژسریع، توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. اجزای کلیدی این دستگاه‌ها، مواد الکترودی است که به طور مستقیم بر ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی وکارایی آنها تأثیر می‌گذارد.به این منظور، مواد با چهارچوب فلز-آلی برپایه نیکل (Ni-MOF) با سطح ویژه بالا و تخلخل مناسب، سنتز شد. برای افزایش هدایت الکتریکی و خاصیت خازنی، چهارچوب فلز-آلی، مکسین تیتانیوم کربید (Ti3C2 MXene) وگرافن (Gr) افزوده شدند. ترکیب این مواد به روش هیدروترمال برسطح فوم نیکل (NF) نشانده شد. در این فرایند رشد نانو مواد MOF بین لایه ها، نه تنها با کاهش تجمع بین لایه‌های گرافن و مکسین، نقش مهمی در افزایش سطح در دسترس Ni-MOF/MXene/Gr/NF ایفا می‌کند، بلکه با تبدیل گرافن اکسید به گرافن، مسیرهای زیادی را برای انتقال الکترولیت فراهم می‌سازد. همچنین، استفاده از Ni-MOF باعث افزایش خاصیت شبه‌خازنی سیستم به دلیل الکتروفعال بودن نیکل می‌شود. ظرفیت ویژه الکترود Ni-MOF/MXene/Gr/NFبه عنوان آند درالکترولیتKOH 3 مولار، مقدار F g-1 845 و برای الکترود کاتد در قطب منفی (گرافن ایروژل (GA) ترکیب شده با کربن فعال C-GA/NF)، مقدار F.g-1 5/373 ثبت شد و برای ابرخازن نامتقارن Ni-MOF/MXene/Gr/NFllC-GA/NF ظرفیت ویژه Fg-1 637 درAg-1 1، انرژی ویژهW h kg-1 8/22 و توان ویژه kW kg-1 69/0 بدست آمد. و همچنین ظرفیت باقیمانده 2/55% ظرفیت اولیه بعد از طی5000 چرخه شارژ-دشارژ در چگالی جریان Ag-1 8 نشان دهنده پایداری و طول عمر چرخه ای بالای دستگاه مورد نظر می باشد.

سایر زمینه‌های مرتبط

اپتاسنسور الکتروشیمیایی برای تشخیص تتراسایکلین:گامی به سوی کاربردهای دفاعی و امنیتی

دوره 3، شماره 2، تابستان 1403، صفحه 24-41

زینب چاروسه، lمحمدرضا باعزت، صدیقه کامران

چکیده این مطالعۀ آزمایشگاهی، یک روش اپتاسنسوری الکتروشیمیایی برای اندازه گیری تتراسایکلین ارائه می‌دهد؛ که بر اساس تشکیل یک فراوردۀ اپتامر اسید نوکلئیکی برای تشخیص تتراسایکلین بر روی سطح الکترودی که در آزمایشگاه ساخته شده، می‌باشد و این ساختار اپتامر، باعث افزایش حساسیت و دقت در اندازه گیری تتراسایکلین خواهد شد و با استفاده از تکنیک الکتروشیمیایی سیکلی و موج مربعی تهیه می‌شود. اپتاسنسور توسعه یافته در این مطالعه، به طور بالقوه می‌تواند برای تشخیص تتراسایکلین، در آماده سازی‌های دارویی، محصولات غذایی آلوده و آب آشامیدنی استفاده شود. علاوه بر کاربردهای پزشکی و غذایی، این اپتاسنسور می‌تواند به عنوان یک ابزار بالقوه برای شناسایی و پایش عوامل شیمیایی و بیولوژیکی در محیط‌های دفاعی و نظامی به کار گرفته شود . غلظت‌های تتراسایکلین استفاده شده در این آزمایش از 10 میکرو مولار تا 10 میلی مولار می‌باشد و با استفاده از نمودارهای cv و امپدانس و dpv در محدوده ولتاژ 6/0- تا 6/0 ولت و سرعت اسکن 20میلی ولت بر ثانیه و پتانسیل پله‌ای 2 میلی ولت و شدت جریان در محدودۀ 0 تا 6-10 ×6/1 مورد تحلیل قرار گرفته شد. نتایج نشان می دهند که این روش بهبود قابل توجهی در حد تشخیص و محدوده خطی دارد. همچنین، این سنسور از ویژگیهایی مانند حساسیت بالا، پایداری و قابلیت استفاده مجدد برخوردار است. این مطالعه بهبود های مهمی در زمینه اندازه گیری تتراسایکلین ارائه می دهد و بازدهی بالایی در کاربردهای مختلف این دارو را فراهم می‌کند.