تصنيع هياكل ذات أساس من الجرافين ومركباتها لتطبيق المتسعات

الباحث

علي جبار سلوم

المشرف

سعد بدري حسون فريد - بسمة هاشم التميمي

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة المواد / هندسة المواد

الشهادة

ماجستير

السنة

2021

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Graphene;Supercapacitors;Nanocomposites;Electrochemical properties

مع الانخفاض التدريجي لمصادر الطاقة المعتمدة على الكاربون وزيادة التلوث البيئي 2 أصبح إيجاد طاقات خضراء ومسددامة Abu أمرًا مهما للغاية. لذلك ، يجب تطوير تقنيات تخزين الطاقة المبتكرة. يعتبر الجرافين sale واعدة لتطبيقات تخزين الطاقة. نظرًا لخصائصه الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية البارزة ، يتم استخدامه في مجالات مختلفة مثل الإلكترونيات وأجهزة تخزين الطاقة والتطبيقات الطبية. وبالتالي ، أصبح تحضير الجرافين بكميات كبيرة وبتكلفة منخفضة وجودة عالية أمرًا Lage للغاية. ينقسم هذا العمل إلى ثلاثة أجزاء رئيسية وهي : تحضير الجرافين بثلائة طرق مختلفة، و تحضير نوعين مختلفين من المركبات النانوية (الجرافين/الايبوكسي) و (الجرافين/البولي يوريثان) ،ومن ثم دراسة الخواص السعوية للجرافين من خلال دراسة تأثير أضافة الجرافين و وهياكل الجرافين ثلاثية الابعاد على المواد البوليمرية. الجرافيت عن طريق التقشير بمساعدة القصء وإعداد هياكل الجرافين ثلاثية الأبعاد عن طريق الانحلال الحراري للإسفلت، وإعداد هياكل الجرافين ثلاثية الأبعاد بطريقة الترسيب البخار الكيميائي. تم اجراء بعض التعديلات على المسارات المتبعة في تحضير الجرافين. تم توصيف جميع مواد الجرافين المحضرة بواسطة المجهر الالكتروني الماسح ،(SEM) وحيود الأشعة السينية (XRD) والمجهر الالكتروني النافذ (11134)، ومقياس المساحة السطحية المحددة من ناحية أخرى ، تم توصيف الخصائص الهيكلية والروابط المشكلة للمركب النانوي من الجرافين وهياكل الجرافين ثلاثية الابعاد مع الايبوكسي والمركب النانوي من الجرافين وهياكل الجرافين ثلائية الابعاد مع البولي يوريثان بنسبة (١/وزنآء ZY وزنآء ZY وزنآء و 45 وزنا) من حشو الجرافين بالمجهر الالكتروني الماسح لتصوير توزيع الجرافين في مادة الاساس للمادة البوليمرية. أظهرت نتائج مقياس (LCR) Inductance, Capacitance, Resistance أن إضافة الجرافين إلى البوليمر يعزز الخصائص السعوية نظرًا لكون أن الصفائح النانوية للجرافين تشبه WSs دقيقًا يتكون من مكثفات نانوية.

Recently, with the gradual decrease of carbon-based energy sources and the increase in environmental pollution, finding alternative green and sustainable energies has become very important. Therefore, innovative energy storage technologies must be developed. Graphene has been considered a promising material for energy storage applications. Because of its outstanding physical, chemical, and mechanical characteristics, it is used in different fields such as electronics, energy storage devices, and medical applications. Consequently, the preparation of graphene in large quantities, at a low cost, and at high quality has become very important. This work is divided into three main parts, included the preparation of graphene by three different routes, and then preparing two different types of nanocomposites of (graphene/epoxy) and (graphene/polyurethane), followed by the study of the capacitive properties of graphene by studying the effect of graphene and 3D graphene structure additions on polymer materials. The routes used in the preparation of graphene are; preparation of graphene nanosheets from graphite flakes via shear-assisted exfoliation, preparation of 3D graphene structure by pyrolysis route of asphalt, and preparation of 3D graphene structure by chemical vapor deposition route. All these routes were modified in different ways through the preparation process. All the prepared graphene materials were characterized by Scanning electron microscopy (SEM), X-Ray Diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM), Brunauer-Emmett-Teller (BET), and Raman spectroscopy . The structural characteristics of the preparation of (graphene, graphene 3D structure)/epoxy nanocomposite and (graphene, 3D graphene structure)/PU nanocomposite at (1wt.%, 2wt.%, 3wt.%, and 4wt.% of graphene filler, were characterized by (SEM) to depict the distribution of the graphene filler in the polymer matrix and the effect of the graphene nanosheets content on the structure of the polymer. The LCR Meter (Inductance, Capacitance, and Resistance) results also showed that the addition of graphene to the polymer enhances capacitive properties due to the fact that the graphene nanosheets resemble a micro-capacitor composed of nano-capacitors. The results showed the 3D structure of graphene gives greater capacitance enhancement than graphene. maybe explained in terms of better network linking (percolation) between the 3D graphene structure nano-sheets. Finally, the capacitance enhancement was gradually increased with increasing graphene content. As a result, a graphene-filler polymer-based composite is designed for energy storage capacitor application (supercapacitor).

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب