دکوراسیون نوری نانوذرات نقره بر روی تیتانیوم نیوبات نانوساختار بهعنوان آند باتری لیتیوم یون
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، مهندسی مواد، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجهنصیرالدین طوسی، تهران
2 دانشیار، مهندسی مواد، دانشکده مهندسی و علم مواد، آزمایشگاه تحقیقاتی مواد پیشرفته و نانوفناوری، گروه تحقیقاتی مترونیک و متریونیک، دانشگاه صنعتی خواجهنصیرالدین طوسی، تهران.
doi
10.71753/ma.2025.1123448چکیده
در زمینه مواد آندی جایگزین برای گرافیت، ماده تیتانیوم نیوبات با استوکیومتری TiNb2O7 و ساختار کریستالی منوکلینیک یکی از موارد جالب توجه به شمار می آید. این ماده پتانسیل لیتیوم دار شدن بالایی دارد که به نوبه خود باعث ایمنی ذاتی و جلوگیری از کاهش یافتن یون های لیتیوم به صورت دندریت های فلزی می شود. همچنین ظرفیت ویژه جرمی این ماده قابل مقایسه با گرافیت است که آن را برای کاربرد های عملی مناسب می گرداند. در این تحقیق از رهیافت سل-ژل بر اساس تبخیر برای سنتز نانوساختار تیتانیوم نیوبات با کوپلیمر F127 به عنوان عامل هدایت ساختار استفاده شده است. سرامیک اکسیدی مضاعف بدست آمده نیمه هادی است و می توان آن را با تابش نور فرابنفش برای ایجاد حامل های بار و رسیدن آن ها به سطح تحریک کرد. با استفاده از این پدیده نانوذرات نقره به عنوان جزء افزایش دهنده هدایت سطحی به صورت ترجیحی بر روی مراکز تجمع الکترون دکور می شوند. نمونه های بدست آمده با استفاده از روش های مختلف از جمله تفرق سنجی اشعه ایکس پودری، تبدیل فوریه عبور فروسرخ، میکروسکوپی الکترونی روبشی، آنالیز عنصری به صورت طیف انرژی اشعه ایکس و طیف سنجی بازتاب پخشی مشخصه یابی شده اند. همچنین نیم پیل های سکه ای با استفاده از مواد حاصل ساخته شدند و تحت آزمون ظرفیت سنجی گالوانواستاتیک مشخص شد که با دکوراسیون نانوذرات نقره بر روی مراکز تجمع الکترون سطحی می توان ظرفیت باتری حاصل را تا بیش از 5/2 برابر در نرخ شارژ و دشارژ بالا افزایش داد.
