ประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุยิ่งยวดจากโครงสร้างนาโนสารเพอร์รอฟสไกท์ออกไซด์

บทคัดย่อ

ในปัจจุบัน นาโนเทคโนโลยีมีความสำคัญเป็นอย่างมากในการผลิตและพัฒนาแหล่งกักเก็บพลังงานอย่างเช่น ตัวเก็บประจุยิ่งยวด โดยใช้สารนาโนคาร์บอนในการทำเป็นขั้ว ซึ่งมีรูพรุนสูง ทำให้สามารถอัดประจุได้รวดเร็วและกักเก็บประจุได้ในปริมาณมาก และเมื่อเพิ่มชั้นของเยื่อเลือกผ่านซึ่งเป็นชั้นคั่นกลางระหว่างชั้นนาโนคาร์บอน จะทำให้กักเก็บประจุไฟฟ้าได้มากยิ่งขึ้น ในงานวิจัยนี้ได้ใช้สารนาโนเพอร์รอฟสไกท์ออกไซด์เติมลงไปในชั้นคั่นกลาง โดยการเตรียมสารนาโนเพอร์รอฟไกท์ ได้แก่ CaTiO3 BaTiO3 SrTiO3 ZnTiO3 และ CuTiO3 ด้วยวิธีอย่างง่าย แล้วทำการเผาผนึกอนุภาคที่อุณหภูมิ 1,000?C เป็นเวลา 8 ชั่วโมง จากนั้นนำมาผสมกับสารละลายของสาร Polysulfon (PSF) เพื่อทำชั้นคั่นกลางที่เติมสารเพอร์รอฟสไกท์ในสัดส่วน 0.5% 1.0% และ 2.0%wt ตามลำดับ จากนั้นทำการตรวจสอบโครงสร้างผลึกของสารเพอร์รอฟสไกท์ออกไซด์ ด้วยเทคนิค XRD พบว่า สารตัวอย่างทั้ง 5 มีระนาบผลึกที่สอดคล้องกับโครงสร้างของสารเพอร์รอฟสไกท์ จากนั้นตรวจสอบพื้นผิวของแผ่นเยื่อเลือกผ่านจากภาพถ่าย SEM พบว่า เยื่อเลือกผ่านจากสาร PSF เมื่อเติมสารเพอร์รอฟสไกท์ออกไซด์ จะทำให้อนุภาคของสารเพอร์รอฟสไกท์เข้าไปแทนที่ในรูพรุนและบนผิวของเยื่อเลือกผ่านมากขึ้นตามลำดับ จากนั้นทำการศึกษาค่าความจุไฟฟ้าจำเพาะของตัวเก็บประจุยิ่งยวดที่ใช้เยื่อเลือกผ่าน CaTiO3 2.0% มีค่าสูงที่สุดเป็น 464.31 F/g และมากถึง 2.18 เท่า เมื่อเทียบกับที่ใช้เยื่อเลือกผ่านเป็น PSF อย่างเดียว ดังนั้น ตัวเก็บประจุยิ่งยวดที่ใช้เยื่อเลือกผ่านที่เติมสารนาโนเพอร์รอฟสไกท์ออกไซด์ จึงเหมาะสมกับการนำมาประดิษฐ์เป็นตัวเก็บประจุยิ่งยวด

คำสำคัญ