Grafēna/metāla oksīda kompozīta elektroforētiska iegūšana un fizikāli ķīmiskās īpašības

Abstract

Darbā tiek pētīti divu metālu oksīdu, Fe2O3 un TiO2, trīs kompozītmateriālu kombinācijas ar grafēna oksīdu, GO, kam tiek izstrādāta elektroforētiska kārtiņu iegūšanas metode. Materiāliem veikta elektroķīmisko īpašību izpēte. Materiāliem iegūtas attiecīgas gravimetriskās lādiņietilpības: TiO2/reducēta GO materiālam 116 mAh/g pie 20 mA/g strāvas, Fe2O3/reducēta GO materiālam 39 mAh/g pie 30 mA/g, TiO2/Fe2O3/reducēta GO materiālam 93 mAh/g pie 50 mA/g, paraugiem, kas reducēti 700 °C, bet paraugiem, kas reducēti 500 °C: TiO2/reducēta GO materiālam 775 mAh/g pie 125 mA/g, Fe2O3/reducēta GO materiālam 232 mAh/g pie 1000 mA/g; TiO2/Fe2O3/reducēta GO materiālam 985 mAh/g pie 110 mA/g. TiO2/Fe2O3/reducēta GO kompozīts uzradīja izcilas ciklējamības spējas uzrādot 100% no sākotnējās gravimetriskās lādiņietilpības pēc 100 uzlādes/izlādes cikliem.

Two metal oxide, Fe2O3 and TiO2, three composite material combinations with GO are studied, a method to obtain the material films on stainless steel substrate using electrophoretic deposition is devised. Electrochemical characteristics are studied. Specimen were obtained by thermal reduction in 500 °C and 700 °C. Specimen reduced in 700 °C showed the following specific capacities, TiO2/reduced GO showed 116 mAh/g at 20 mA/g current, Fe2O3/reduced GO showed 39 mAh/g at 30 mA/g, TiO2/Fe2O3/reduced GO showed 93 mAh/g at 50 mA/g, but specimen reduced un 500 °C showed specific capacities of 775 mAh/g at 125 mA/g for TiO2/reduced GO, 232 mAh/g at 1000 mA/g for Fe2O3/reduced GO and 985 mAh/g at 110 mA/g for TiO2/Fe2O3/reduced GO. TiO2/Fe2O3/reduced GO composite showed excellent cycling ability maintaining 100% specific capacity after 100 charge/discharge cycles.