ساخت نانوکامپوزیت چهارچوب آلی- فلزی بر پایه Cu /گرافن و بررسی رفتار ابرخازنی آن

هدایت بالا و سطح بالای قابل دسترسی به الکترولیت از پیش نیازهای اصلی مواد فعال مورد استفاده در ابرخازن ها برای دستیابی به کارایی الکتروشیمیایی بالاست. در سال های اخیر، چهارچوب های آلی-فلزی به دلیل سطح ویژه بالا و مناسب بودن اندازه تخلخل به عنوان مواد الکترودی در ابرخازن ها مورد استفاده قرار گرفتند. با این حال استفاده از چهارچوب های آلی-فلزی به تنهایی در ابرخازن ها، بدلیل هدایت الکتریکی ضعیف، پایداری ناکافی و خواص مکانیکی پایین، اثر ظرفیت بالا و کارایی مناسب را خنثی می کند. در مقاله حاضر به روش سنتز هیدروترمال، چهارچوب های آلی-فلزی بر پایه مس تهیه شد و برای ارتقای هدایت این مواد، گرافن درحین سنتز افزوده شد. جهت بررسی ساختاری نانوکامپوزیت حاصله، از آنالیزهای XRD,FTIR و  FESEMاستفاده شد. برای بررسی رفتار ابرخازنی، آزمون های الکتروشیمیایی ولتامتری چرخه ای و امپدانس الکتروشیمیایی و رفتار تکرارپذیری انجام شد. نمونه چهارچوب آلی-فلزی بر پایه مس دارای ظرفیت ویژه 372 فاراد بر گرم بود، در حالی که کامپوزیت آن با گرافن دارای ظرفیت 570 فاراد بر گرم بود. در این کامپوزیت ها، گرافن افزایش هدایت الکترود ها، در دسترس پذیری بیشتر تخلخل ها و ذخیره بار را از طریق مکانیزم غیر فارادایی فراهم می آورد و چهارچوب های آلی-فلزی نیز با میزان تخلخل بالا، قابلیت تنظیم تخلخل و افزایش ظرفیت کل ذخیره بار را از طریق مکانیزم فارادایی فراهم می کند.