Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/65006
| Title: | การเตรียมโคบอลต์-ซีเรียมออกไซด์บนผิวแมกซีน/แกรฟีนเจือไนโตรเจนและซัลเฟอร์เพื่อเป็นขั้วไฟฟ้าตัวเก็บประจุยิ่งยวด |
| Other Titles: | Preparation of cobalt-cerium oxide on MXene/N, s-graphenesurface for supercapacitor electrode |
| Authors: | กันตพัฒน์ ตรีพิริยะมงคล |
| Advisors: | ประสิทธิ์ พัฒนะนุวัฒน์ |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์ |
| Advisor's Email: | Prasit.Pat@Chula.ac.th |
| Issue Date: | 2562 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อพัฒนาวัสดุสำหรับตัวเก็บประจุยิ่งยวดที่มีประสิทธิภาพสูงจากการทำงานร่วมกันของวัสดุโคบอลต์-ซีเรียมออกไซด์บนวัสดุขั้วไฟฟ้านิกเกิลโฟมที่ผ่านการปรับปรุงผิวด้วยแมกซีน/แกรฟีนเจือไนโตรเจนและซัลเฟอร์ โดยวัสดุปรับปรุงผิวแมกซีนถูกสังเคราะห์จากกระบวนการสกัดอลูมิเนียมออกจากไทเทเนียมอลูมิเนียมคาร์ไบด์ ทำให้เกิดเป็นแมกซีนที่มีโครงสร้างระนาบชั้นสองมิติ และทำการเพิ่มระยะห่างของระนาบแมกซีนด้วยแช่ในสารละลายไดเมทิลซัลฟอกไซด์ และทำการแทรกแกรฟีนเจือไนโตรเจนและซัลเฟอร์ระหว่างระนาบแมกซีนเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการกลับมารวมตัวกันใหม่ โดยแกรฟีนเจือไนโตรเจนและซัลเฟอร์ถูกสังเคราะห์จากกระบวนการรีฟลักซ์แกรฟีนด้วยสารไทโอยูเรียที่เป็นแหล่งให้ธาตุไนโตรเจนและซัลเฟอร์ จากนั้นทำเตรียมขั้วไฟฟ้าด้วยกระบวนการหล่อหยดแมกซีน/แกรฟีนเจือไนโตรเจนและซัลเฟอร์ลงบนนิกเกิลโฟม โดยภาพสัณฐานวิทยาของขั้วไฟฟ้าที่ผ่านการปรับปรุงถูกยืนยันด้วยภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดและการวิเคราะห์ธาตุเชิงพลังงาน นำขั้วที่ผ่านการปรับปรุงมาสังเคราะห์ด้วยกระบวนการทางฝังตัวทางเคมีไฟฟ้าของโคบอลต์ออกไซด์ และโคบอลต์-ซีเรียมออกไซด์ โดยศึกษาถึงระยะเวลาในการสังเคราะห์ด้วยกระบวนการฝังตัวทางเคมีไฟฟ้า และสัดส่วนของโคบอลต์-ซีเรียมออกไซด์ที่เหมาะสมในการให้ค่าการเก็บประจุไฟฟ้าสูงสุด จากการทดสอบสมบัติเคมีไฟฟ้าพบว่าที่สัดส่วนของการเตรียมสารละลายโคบอลต์ไนเตรตต่อซีเรียมไนเตรตที่ความเข้มข้น 0.5 โมลาร์ ในสัดส่วนปริมาตรที่ 90 ต่อ 10 สามารถให้ค่าการเก็บประจุจำเพาะที่สูงถึง 450 F/g ที่กระแสไฟฟ้า 1 แอมป์ต่อกรัม และผลการทดลองชี้ให้เห็นว่าการปรับปรุงผิวขั้วไฟฟ้านิกเกิลโฟมด้วยแมกซีน/แกรฟีนเจือไนโตรเจนและซัลเฟอร์สามารถเพิ่มความจุจำเพาะเมื่อเปรียบเทียบกับขั้วไฟฟ้านิกเกิลโฟมที่ไม่ได้ผ่านการปรับปรุง โดยผลรายงานวัสดุผสมที่พัฒนาขึ้นนี้สามารถนำไปประยุกต์เป็นอุปกรณ์ตัวเก็บประจุยิ่งยวดที่มีประสิทธิภาพสูงได้ |
| Other Abstract: | The aim of this research is to develop materials for using as high-efficiency supercapacitors from the synergistic effect of cobalt-cerium oxide on nickel modified MXene/N, S-rGO electrode. The modified MXene/N, S-rGO was synthesized from Al etching process of Ti3AlC2. The gap distance between MXene sheet was further separated with dimethyl sulfoxide and stabilized to prevent restacking with N, S-rGO, respectively. The N, S-rGO in this work was synthesized by refluxing the rGO with thiourea as N and S source. To prepare the electrode, nickel foam was modified with the MXene/N, S-rGO by drop casting, confirmed with SEM-EDS. The as -prepared modified nickel electrode was used to electrodeposit the cobalt oxide and cobalt-cerium oxide. The deposited time and the proportion of the cobalt-cerium oxide was investigated to obtain the highest electrochemical capacitors. Evident results from electrochemical demonstrated that at proportion of the cobalt nitrate to cerium nitrate of 90:10 at 0.5 M, the electrode sample can reach the highest specific capacitance of 450 F/g at 1 A/g. The results also showed that the using modification of the nickel surface with MXene/N, S-rGO as current corrector can enhance the specific capacitance compared with unmodified electrode. Thus, this report of the developed composite materials can be applied to high-efficiency supercapacitor device. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วท.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2562 |
| Degree Name: | วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต |
| Degree Level: | ปริญญาโท |
| Degree Discipline: | ปิโตรเคมีและวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์ |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/65006 |
| URI: | http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2019.975 |
| metadata.dc.identifier.DOI: | 10.58837/CHULA.THE.2019.975 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Sci - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 6072136223.pdf | 4.54 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.