Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/78630
| Title: | การเตรียมขั้วไฟฟ้าวัสดุเชิงประกอบกราฟีนเจือไนโตรเจนและซัลเฟอร์/พอลิอะนิลีน เพื่อประยุกต์ใช้เป็นตัวเก็บประจุยิ่งยวดด้วยวิธีการขึ้นรูปแบบซิลค์สกรีน |
| Other Titles: | Preparation of N,S-doped graphene/polyaniline for supercapacitor electrode by silkscreen technique |
| Authors: | พงศ์ธร เรืองวงษ์ บุษยมาส มีราศรี |
| Advisors: | ประสิทธิ์ พัฒนะนุวัฒน์ ประณัฐ โพธิยะราช |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์ |
| Subjects: | ตัวเก็บประจุไฟฟ้ายิ่งยวด กราฟีน Supercapacitors Graphene |
| Issue Date: | 2562 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | งานวิจัยนี้สนใจศึกษาและเปรียบเทียบความสามารถในกักเก็บประจุไฟฟ้า และประสิทธิภาพในการกักเก็บพลังงานของตัวเก็บประจุไฟฟ้าเคมียิ่งยวด โดยนำวัสดุกราฟีน (graphene) ที่มีความสามารถในการเก็บประจุไฟฟ้าและพอลิเมอร์นำไฟฟ้า เช่น พอลิอะนิลีน (polyaniline) มาเสริมประสิทธิภาพในการกักเก็บพลังงาน และนำมา พัฒนาเป็นตัวเก็บประจุไฟฟ้าเคมียิ่งยวด โดยวัสดุเชิงประกอบกราฟีนเจือไนโตรเจนและซัลเฟอร์/พอลิอะนิลีนถูกสังเคราะห์โดยวิธีอินซิทูพอลิเมอไรเซชัน โดยองค์ประกอบในการศึกษามุ่งเน้นศึกษาภาวะที่เหมาะสมในการสังเคราะห์วัสดุเชิงประกอบกราฟีนเจือไนโตรเจนและซัลเฟอร์/พอลิอะนิลีน โดยใช้อัตราส่วนโดยน้ำหนักของกราฟีน เจือไนโตรเจน/ซัลเฟอร์และอะนีลีนมอนอเมอร์ที่แตกต่างกัน ได้แก่ 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 50:50, 30:70 และ 0:100 ตามลำดับ โดยลักษณะสัณฐานวิทยาของวัสดุเชิงประกอบกราฟีนเจือไนโตรเจนและซัลเฟอร์/พอลิอะนิลีนที่สังเคราะห์ได้ถูกวิเคราะห์ด้วยเทคนิคกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราด พบว่าพอลิอะนิลีนมีลักษณะเป็นแผ่นและเส้นใยเล็ก ๆ กระจายตัวอยู่บนพื้นผิวของกราฟีน และโครงสร้างทางเคมีหมู่ฟังก์ชันทางเคมีของกราฟีน พอลิอะนิลีน และกราฟีนเจือไนโตรเจนและซัลเฟอร์/พอลิอะนิลีนที่ถูกสังเคราะห์ขึ้นนั้นถูกยืนยันด้วยเทคนิคฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์ม อินฟราเรดสเปกโทรสโคปี หลังจากนั้นวัสดุเชิงประกอบกราฟีนเจือไนโตรเจนและซัลเฟอร์/พอลิอะนิลีนนั้นถูกนำไปขึ้นรูปขั้วไฟฟ้าด้วยเทคนิคซิลค์สกรีนเพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการกักเก็บประจุไฟฟ้า โดยจากการวิเคราะห์ สมบัติทางไฟฟ้าเคมีด้วยเทคนิคไซคลิกโวลแทมเมตทรี และเทคนิคกัลวานิคสแตติกชาร์จดิสชาร์จ พบว่าวัสดุเชิงประกอบกราฟีนเจือไนโตรเจนและซัลเฟอร์/พอลิอะนิลีนที่อัตราส่วนกราฟีนเจือไนโตรเจน/ซัลเฟอร์และพอลิอะนิลีนที่ 80:20 ให้ค่าในการกักเก็บประจุไฟฟ้าสูงที่สุด คือ 276 ฟารัดต่อกรัม และให้ค่าความหนาแน่นพลังงานเท่ากับ 138 วัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัม และค่าความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าเท่ากับ 1931 วัตต์ต่อกิโลกรัม แสดงให้เห็นว่ามี ความสามารถในการกักเก็บประจุไฟฟ้าได้ดียิ่งขึ้น เนื่องจากการทำงานร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างกราฟีนเจือไนโตรเจน/ซัลเฟอร์และพอลิอะนิลีนที่อัตราส่วนที่เหมาะสม |
| Other Abstract: | N,S-doped graphene/polyaniline composites are successfully synthesized via in-situ polymerization. The different weight ratio of N,S-doped graphene to polyaniline ranging from 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 50:50, 30:70 and 0:100 is investigated the electrochemical properties. Scanning Electron Microscopy indicates the surface morphology of N,S-doped graphene/polyaniline composites, desmontrating the successful coating of polyaniline on graphene surface. The chemical structure is studied by Fourier Transform Infrared Spectroscopy, confirming the evident signals of graphene, polyaniline, N,S-doped graphene/polyaniline characteristics. The electrochemical properties of N,S-doped graphene/polyaniline electrode is characterized by cyclic voltammetry (CV) and galvanostatic charge-discharge curve (GCD). The synthesized rGO-NS/PANI electrode at N,S-doped graphene/polyaniline ratio of 80:20 can reach the highest specific capacitance of 276.0 F g⁻¹ and the energy density can reach 138 Wh kg⁻¹ at a power density of 1931 W kg⁻¹, resulting from the synergistic effect between N,S-doped graphene and polyaniline. |
| Description: | โครงงานเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต ภาควิชาวัสดุศาสตร์. คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ปีการศึกษา 2562 |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/78630 |
| Type: | Senior Project |
| Appears in Collections: | Sci - Senior Projects |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 62-SP-MATSCI-010 - Pongthorn Ruengwong.pdf | 3.37 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.