تحسين الخواص البنيوية والكهروكيميائية للمادة الفعالة السالبة في مدخرات الرصاص الحمضية المحسنة بالغرافين
الكلمات المفتاحية:
مدخرات الرصاص الحمضية، الغرافين، تحسين الأداء، مقاومة كبريتات الرصاص، الكفاءة الطاقية، استقرار الجهد، تقليل المقاومة الداخليةالملخص
تهدف هذه الدراسة إلى استقصاء تأثير إضافة الغرافين بتراكيز مختلفة تتراوح بين (0.05-0.2) % وزناً إلى المادة الفعالة السالبة في مدخرات الرصاص الحمضية، وقد أجريت سلسلة من الاختبارات الكهروكيميائية لتقييم الأداء، شملت قياس سعة التفريغ، والكفاءة الطاقية، والمقاومة الداخلية، وذلك خلال 24 دورة من الشحن والتفريغ. كما حلل نمط حيود الأشعة السينية للعينة LAB2 التي تحوي 0.1%
غرافين قبل عملية الشحن (D2) وبعد 24 دورة شحن وتفريغ. (D8)
أظهرت النتائج تحسنًا ملحوظًا في الأداء العام للمدخرات المدعمة بالغرافين، إذ تميزت العينة التي تحتوي على 0.15% من الغرافين (LAB3) بأفضل أداء. فقد سجلت هذه العينة سعة تفريغ مرتفعة، واستقرارًا في الجهد أثناء ظروف التشغيل العالية، إضافة إلى أدنى مقاومة داخلية 29mΩعلى مدى الدورات.
كما حققت عينة الغرافين بتركيز 0.2% أعلى كفاءة طاقية بلغت 86.98% مقارنة بالكفاءة المسجلة في العينة المرجعية (LAB0) التي لم تتجاوز 74.82%. وبينت نتائج الأشعة السينية أن خلال التفريغ تفاعل Pbo مع H2SO4 وتشكلت بلورات pbso4 أثناء الشحن إلى رصاص معدني وأظهرت نتائج الدراسة البنيوية أن متوسط الحجم البلوري للعينةD8 هو 33.51nm ما يشير إلى استقرار نسبي في حجم البلورات مقارنة مع العينة D2 إذ إن متوسط الحجم البلوري 33.95nm.
تدعم هذه النتائج فرضية أن الغرافين يُعد مادة واعدة لتعزيز الخصائص الكهروكيميائية والبنيوية لمدخرات الرصاص الحمضية.
