B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
B QUC PHÒNG
VIN KHOA HC VÀ CÔNG NGH QUÂN S
NGÔ VĂN HOÀNH
NGHIÊN CU CH TO VT LIỆU COMPOZIT TRÊN CƠ SỞ
CACBON, COBAN FERRIT VÀ MXENE-Ti3C2 NG DNG LÀM
ĐIN CC TRONG SIÊU T ĐIN
Ngành: K thut hóa hc
Mã s: 9 52 03 01
TÓM TT LUN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUT
Hà Ni - 2024
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TI
VIN KHOA HC & CÔNG NGH QUÂN S
Người hướng dn khoa hc:
1. PGS.TS. Nguyn Trn Hùng
2. TS. Phùng Xuân Thnh
Phn bin 1: PGS. TS Nguyn Xuân Viết
Trường Đại hc Khoa hc t nhiên - Đi hc Quc gia Hà Ni
Phn bin 2: PGS. TS Lê Trọng Lư
Vin Hàn lâm khoa hc và Công ngh Vit Nam
Phn bin 3: PGS. TS Nguyn Mạnh Tường
Vin Khoa hc và Công ngh quân s
Luận án được bo v ti Hội đồng đánh giá luận án TS cp Vin hp ti:
Vin Khoa hc và Công ngh quân s
Vào hi: gi phút, ngày … tháng … năm 2024.
Có th tìm hiu lun án ti:
- Thư viện Quc gia Vit Nam.
- Thư viện Vin Khoa hc và Công ngh quân s
DANH MỤC
CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
[CT1]. Hoanh Van Ngo, Hung Tran Nguyen, Hieu Trung Le, Thanh Huu Le,
Thien Tri Vu, Kien Trung Pham, Thinh Xuan Phung (2023). “Enhancement of
electrochemical properties of porous rGO by controlled growth CoFe2O4
nanoparticles”. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, (2023),
Vol 34, pp. 1707-1717.
[CT2]. Hoanh Van Ngo, Tuong Manh Nguyen, Hung Tran Nguyen, Hieu
Trung Le, Thanh Huu Le, Kien Trung Pham, Hoang Thanh Le, Thinh Xuan
Phung (2023). “Synthesis and Electrochemical Characterization of
rGO/CoFe2O4 Naocomposite Material”. VNU Journal of Science, Vol 39, No.3,
pp. 82-89.
[CT3]. Ngo Van Hoanh, Phung Xuan Thinh, Le Huu Thanh, Le Trung Hieu,
Ngo Tien Quyet, Nguyen Tran Hung (2023). “Reduced graphene oxide aerogel
for supercapacitor electrode”. Tp chí Nghiên cu KH&CN quân s, Vol 89,
pp. 67-72.
[CT4]. Hoanh Van Ngo, Hung Tran Nguyen, Hieu Trung Le, Thanh Huu Le,
Thinh Xuan Phung (2023), “Enhanced Electrochemical Performance of Porous
Carbon Aerogel Derived from Waste Paper for Supercapacitor Applications”.
Tp chí Phân tích Hóa Lý Y sinh hc, Vol 29, pp. 207-213.
[CT5]. Ngô Văn Hoành, Phùng Xuân Thnh, Trung Hiếu, Nguyn
Văn Cành, Hồ Ngc Minh, Nguyn Minh Vit, Nguyn Trn Hùng
(2024), “Chế to đặc trưng điện hóa vt liệu 2D Mxene Ti3C2”. Tạp
chí Khoa hc Công ngh Trường Đại hc Công nghip Ni, tp
60, s 3, pp. 25-30.
1
M ĐẦU
1. Tính cp thiết của đề tài lun án
Các thiết b tích tr chuyển hóa năng lượng được nghiên cu
ng dng trong mi mt của đời sng sn xut. Siêu t điện (super
capacitor) loi thiết b tích tr chuyển hóa năng lượng mật độ
năng lượng ln và tốc độ phóng np rt nhanh.
Vt liu s dng cho chế tạo điện cc siêu t đin rất đa dng v
chng loi. Vt liu compozit trên sở cacbon xp, oxit kim loi
chuyn tiếp MXene được cho nhiu trin vng trong siêu t
điện nhưng vẫn đang các nghiên cứu ban đu. Các công trình ch yếu
gii thiệu các phương pháp chế to vt liệu chưa khảo sát k ng
các điều kin ảnh hưởng cũng như chưa đi sâu vào giải thích ảnh hưởng
ca các loi vt liệu đến đặc tính điện hóa.
Do đó, luận án Nghiên cu chế to vt liệu compozit trên s
cacbon, coban ferrit MXene-Ti3C2 ng dụng làm điện cc trong
siêu t đin mang nhiều ý nghĩa khoa học và thc tin.
2. Mc tiêu nghiên cu
- Tng hp thành công vt liệu compozit trên sở cacbon, coban
ferrit Mxene Ti3C2 nhiều đặc tính tt s dng trong tích tr
chuyển hóa năng lượng.
- ng dng vt liu tng hợp được để chế tạo điện cc siêu t đin
có điện dung riêng ln, tốc độ np x nhanh, tui th cao.
3. Đối tượng, phm vi nghiên cu
a - Đối tượng:
- Vt liệu trên cơ sở cacbon, coban ferrit và MXene Ti3C2
- Thiết b tích tr và chuyn hóa năng lượng: siêu t đin.
b - Phm vi:
- Các phương pháp chế to h vt liu compozit trên sở cacbon,
coban ferrit và MXene Ti3C2
- Đặc tính b mt, tính cht hóa tính năng sử dng trong tích
tr và chuyển hóa năng lượng ca vt liệu điện cc compozit.
4. Ni dung nghiên cu
- Tng quan v siêu t đin, vt liệu điện cực trên sở compozit
ca vt liu cacbon, oxit kim loi chuyn tiếp, MXene.
- Nghiên cu chế tạo đánh giá đặc trưng cấu trúc, đặc tính đin
hóa ca các vt liu cacbon xp: cacbon aerogel, rGO.
- Nghiên cu chế tạo đánh giá đặc trưng cu trúc, đặc nh điện
hóa ca compozit rGO/CoFe2O4.
- Nghiên cu chế tạo đánh giá đặc trưng vật liệu, đặc tính điện
2
hóa ca MXene Ti3C2.
- Nghiên cu chế tạo đánh giá đặc trưng vật liệu, đặc tính điện
hóa ca vt liu compozit rGO@MXene/CoFe2O4.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Chế to vt liu cacbon như cacbon aerogel, rGO aerogel,
rGO/CoFe2O4 rGO@MXene/CoFe2O4 bằng phương pháp đúc đông
lnh, kết hp kh nhiệt đ cao.
- Đánh giá đặc trưng vt liu bằng các phương pháp: BET, SEM,
TEM, HRTEM, XRD, EDX, SEAD, Raman, FT-IR.
- Xác định đặc trưng điện hóa vt liu bằng các phương pháp:
Phương pháp quét thế tun hoàn (CV); Phương pháp phóng np dòng
không đổi (GCD); Phương pháp ph tng tr (EIS).
6. Ý nghĩa khoa học và thc tin ca lun án
Ý nghĩa khoa học:
Lun án này cung cp mt phương pháp giản tiện để chế to vt liu
compozit đa cấu trúc trên cơ sở cacbon cu trúc 3D, MXene cu trúc 2D
và ht nano oxit coban ferrit. Luận án đã phân tích đánh giá mt cách có
h thng các đặc trưng cu trúc, thành phn đặc tính đin hóa ca h
vt liu trên. Các vt liệu được chế to trong lun án đều cho đặc tính
điện hóa tt, ni bt so vi các nghiên cứu tương tự đã được công b.
Các kết qu nghiên cu cung cp s khoa hc cho vic nghiên cu
chế to vt liệu điện cc ng dng trong siêu t đin thiết b tích tr
năng lượng.
Ý nghĩa thực tin:
Nghiên cu chế to thành công các loi vt liệu điện cc siêu t
điện đặc tính điện hóa cao, giá thành hp th góp phn phát
triển lĩnh vực nghiên cu, sn xut vt liệu điện cực, định ng ng
dng trong các thiết b tích tr và chuyển hóa năng lượng.
7. B cc ca lun án
Ngoài các phn M đầu, Kết lun, Danh mc công trình công b
Tài liu tham kho, Luận án được b cục thành 3 chương ni dung
chính: Chương 1: Tng quan, Chương 2. Thc nghim, Chương 3. Kết
qu và tho lun.
Chương 1 TNG QUAN
1.1 Tổng quan về siêu tụ điện
Gii thiu v lch s phát trin, cu to, chế hoạt động, s khác
nhau gia siêu t điện và nguồn điện hóa hc khác.
1.2 Vật liệu điện cực ứng dụng trong siêu tụ điện
Vt liệu được nghiên cu ng dng chế tạo điện cc siêu t đin