Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit trên cơ sở cacbon, coban ferrit và MXene-Ti3C2 ứng dụng làm điện cực trong siêu tụ điện

Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật "Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit trên cơ sở cacbon, coban ferrit và MXene-Ti3C2 ứng dụng làm điện cực trong siêu tụ điện" trình bày các nội dung chính sau: Tổng quan về siêu tụ điện, vật liệu điện cực trong siêu tụ điện; Trình bày hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm; quy trình chế tạo và khảo sát đặc trưng vật liệu; Trình bày và thảo luận các kết quả khảo sát đặc trưng vật liệu điện cực siêu tụ điện như cacbon aerogel, rGO aerogel, vật liệu compozit trên cơ sở cacbon xốp, coban ferrit và MXene Ti3C2.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit trên cơ sở cacbon, coban ferrit và MXene-Ti3C2 ứng dụng làm điện cực trong siêu tụ điện BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ NGÔ VĂN HOÀNHNGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOZIT TRÊN CƠ SỞCACBON, COBAN FERRIT VÀ MXENE-Ti3C2 ỨNG DỤNG LÀM ĐIỆN CỰC TRONG SIÊU TỤ ĐIỆN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2024BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ NGÔ VĂN HOÀNHNGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOZIT TRÊN CƠ SỞCACBON, COBAN FERRIT VÀ MXENE-Ti3C2 ỨNG DỤNG LÀM ĐIỆN CỰC TRONG SIÊU TỤ ĐIỆN Ngành: Kỹ thuật hóa học Mã số: 9 52 03 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS. TS Nguyễn Trần Hùng 2. TS Phùng Xuân Thịnh Hà Nội - 2024 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sựhướng dẫn của hai thầy hướng dẫn. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận ánlà hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nàokhác, các tài liệu tham khảo được trích dẫn đầy đủ. Hà Nội, ngày tháng năm 2024 Tác giả luận án ii LỜI CẢM ƠN Luận án này được thực hiện và hoàn thành tại Viện Hóa học-Vật liệu/ ViệnKH-CN quân sự/ Bộ Tổng Tham mưu. Lời đầu tiên, Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâusắc đến hai Thầy hướng dẫn, PGS.TS Nguyễn Trần Hùng và TS. Phùng XuânThịnh đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và luôn giúp đỡ em trong suốt thời gianhọc tập và nghiên cứu luận án. Nghiên cứu sinh trân trọng cảm ơn Thủ trưởng Viện KH-CN quân sự,Phòng Đào tạo/ Viện KH-CN quân sự, Viện Hóa học-Vật liệu, Phòng Vật liệutiên tiến đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành quá trình học tập và cácnội dung nghiên cứu của luận án. Chân thành cảm ơn các thầy, cô, các nhà khoa học của Viện Hóa học-Vậtliệu/ Viện KH-CN quân sự đã giảng dạy, đóng góp các ý kiến quý báu choNghiên cứu sinh trong suốt quá trình học tập và thực hiện nội dung luận án. Sau cùng, nghiên cứu sinh dành lời cảm ơn đến bạn bè, đồng nghiệp vàgia đình đã luôn tạo điều kiện, giúp đỡ để nghiên cứu sinh hoàn thành luận ánnày. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2024 Tác giả luận án Ngô Văn Hoành iii MỤC LỤC trangDANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .............................................. vDANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................. viiDANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ....................................................................... viiiMỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1Chương 1 TỔNG QUAN .................................................................................. 51.1 Tổng quan về siêu tụ điện ........................................................................... 51.1.1 Lịch sử phát triển của siêu tụ điện ........................................................... 51.1.2 Cấu tạo của siêu tụ điện ........................................................................... 51.1.3 Nguyên lý hoạt động của siêu tụ điện ...................................................... 61.1.4 Sự khác nhau giữa siêu tụ điện và nguồn điện hóa học ........................... 91.2 Vật liệu điện cực ứng dụng trong siêu tụ điện .......................................... 121.2.1 Vật liệu cacbon ....................................................................................... 131.2.2 Vật liệu điện cực siêu tụ điện trên cơ sở oxit kim loại chuyển tiếp ....... 231.2.3 Vật liệu điện cực trên cơ sở polymer dẫn .............................................. 291.2.4 Vật liệu MXene và ứng dụng trong siêu tụ điện .................................... 321.3 Tình hình nghiên cứu trong nước.............................................................. 37Chương 2 THỰC NGHIỆM ............................................................................ 402.1 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm .................................................. 402.1.1 Hóa chất thí nghiệm ............................................................................... 402.1.2 Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm ............................................................... 402.2 Phương pháp chế tạo vật liệu .................................................................... 412.2.1 Quy trình chế tạo cacbon aerogel ........................................................... 412.2.2 Quy trình chế tạo rGO aerogel ............................................................... 412.2.3 Quy trình chế tạo vật liệu compozit rGO aerogel và CoFe2O4 .............. 422.2.4 Quy trình chế tạo MXene Ti3C2 ............................................................. 432.2.5 Quy trình chế tạo vật liệu compozit rGO-MXene và CoFe2O4 ............. 43 iv2.3 Phương pháp khảo sát đặc trưng vật liệu .................................................. 442.4 Phương pháp đánh giá đặc tính điện hóa của vật liệu............................... ...