พอลิอะนิลีน/เหล็กออกไซด์/รีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์เจือไนโตรเจนคอมพอสิตเพื่อเป็นขั้วไฟฟ้าตัวเก็บประจุยิ่งยวด

Abstract

ในงานวิจัยนี้เป็นการพัฒนาขั้วประจุไฟฟ้ายิ่งยวดจากวัสดุเหล็กออกไซด์/ไนโตรเจนเจือรีดิวซ์ แกรฟีนออกไซด์/พอลิอะนิลีน โดยมีการใช้สารสกัดเซริซินจากกระบวนการลอกกาวไหมเป็นแหล่งไนโตรเจนอะตอมในการเจือ ซึ่งจากกระบวนการเตรียมไนโตรเจนเจือรีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์ด้วยกระบวนการรีฟลักซ์และรีดิวซ์ด้วยกรดวิตามินซี พบว่าสามารถเจือไนโตรเจนถึง 11.68% ในโครงสร้างของไนโตรเจนเจือรีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์ที่สังเคราะห์ได้ วัสดุขั้วไฟฟ้าเหล็กออกไซด์/ไนโตรเจนเจือรีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์/พอลิอะนิลีนคอมพอสิตที่ได้จากการพอกพูนทางไฟฟ้าเคมีแสดงลักษณะสัณฐานวิทยาของนาโนไฟบริลพอลิอะนิลีนร่วมกับโครงสร้างแผ่นไนโตรเจนเจือรีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์ และถูกยืนยันองค์ประกอบต่าง ๆ ด้วยเทคนิคการวัดการกระจายพลังงานของรังสีเอกซ์ ฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรดสเปกโตรสโคปี และการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ เมื่อนำขั้วไฟฟ้าที่เตรียมได้จากวัสดุไนโตรเจนเจือรีดิวซ์วัสดุพอลิอะนิลีน แกรฟีนออกไซด์/พอลิอะนิลีน และเหล็กออกไซด์/ไนโตรเจนเจือรีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์/พอลิอะนิลีนคอมพอสิตมาประเมินความประสิทธิภาพในการกักเก็บพลังงาน พบว่าให้ค่าเก็บประจุที่ 151.76, 190 และ221 ฟารัดต่อกรัมที่ 1 แอมป์ต่อกรัมตามลำดับ บ่งชี้ถึงประสิทธิภาพในการกักเก็ลพลังงานไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเมื่อมีการเติมไนโตรเจนเจือรีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์ และเหล็กออกไซด์ นอกจากนี้ขั้วเหล็กออกไซด์/ไนโตรเจนเจือรีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์/พอลิอะนิลีนคอมพอสิตยังสามารถแสดงเสถียรภาพของประสิทธิภาพต่อรอบการใช้งานทางไฟฟ้าได้สูงถึงร้อยละ 79 หลังการใช้งาน 5000 รอบ ซึ่งจากผลการทดลองบ่งชี้ให้เห็นขั้วไฟฟ้าเหล็กออกไซด์/ไนโตรเจนเจือรีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์/พอลิอะนิลีนคอมพอสิตมีความเหมาะสมในการนำไปประยุกต์ใช้ในขัอุปกรณ์กักเก็บพลังงานชนิดตัวเก็บประจุยิ่งยวดประสิทธิภาพสูง