فواد قاسمی

چندین دهه است که به دلیل خواص منحصر به فرد مواد دو بعدی، مطالعات گستردهای بر روی آنها انجام شده است. در میان انواع مواد دو بعدی، مولیبدن دی سولفید از خانواده دیکالکوژنیدهای فلزات گذار (TMDC) مورد توجه ویژهای قرار گرفته است. مولیبدن دی سولفید یک نیمرسانا است که در حالت کپه ای شکاف باند غیرمستقیم eV 1.2 و در حالت تک لایه شکاف باند مستقیم eV 1.8 دارد. هرتک لایه مولیبدن دی سولفید از سه لایه اتم با ساختار S-Mo-S ساخته شده است که با توجه به نیروی ضعیف واندروالسی بین صفحات به راحتی در راستای صفحات لایه برداری می شود. برای سنتز مولیبدن دی سولفید روشهای مختلفی از جمله روش لایه برداری مکانیکی به کمک نوار چسب، لایه برداری فاز مایع، روش محلول شیمیایی و رسوب بخار شیمیایی (CVD) وجود دارد که روش لایه برداری فاز مایع به عنوان یک روش مناسب برای تولید نانوصفحات مولیبدن دی سولفید در مقیاس بزرگ استفاده شده است. ابرخازنها، از ادوات ذخیره انرژی هستند که اجزای اصلی آنها الکترودها و الکترولیت است. خواص الکترود و مواد الکترولیت تأثیر قابل توجهی بر عملکرد افزاره دارند. بنابراین، محققان تلاشهای بسیاری برای سنتز مواد دو بعدی و انتخاب الکترولیت مناسب به منظور افزایش ظرفیت و طول عمر چرخه و همچنین بهبود چگالی انرژی و چگالی توان کرده اند. ابرخازنها بر اساس مکانیزم ذخیره بار به دو دسته خازنهای دو لایه الکتریکی و شبه خازن ها تقسیم میشوند که به منظور افزایش عملکرد الکتروشیمیایی، از ادغام هر دو مکانیزم در ساختارهای ترکیبی استفاده میشود. یکی از مواد دو بعدی پرکاربرد در ساخت ابرخازن ها مولیبدن دی سولفید است که در ترکیب با مواد دو بعدی دیگر، عملکرد بهبود یافته ای را نسبت به MoS2 اولیه نشان می دهد. یکی دیگر از کاربردهای MoS2 در تولید انرژی است که به عنوان فوتوکاتالیست موجب جداسازی موثر حامل های بار و تسریع واکنش های شکافت فوتوالکتروشیمیایی آب می شود. در این پژوهش، لایه برداری نانوصفحات مولیبدن دی سولفید، اکسید مولیبدن دی سولفید و ترکیبی از آنها با نسبتهای مختلف از طریق لایه برداری فاز مایع انجام شده است. در این روش، سوسپانسیون های تهیه شده در حلال NMP به کمک التراسونیک لایه برداری شدند و خواص الکتروشیمیایی آنها در یک سیستم سه الکترودی در الکترولیت یک مولار Na2SO4 مورد بررسی قرار گرفت. الکترود ترکیبی MoS2 و اکسید آن با نسبت (2:1) ظرفیت ذخیره انرژی بیشتری را نسبت به بقیه ی الکترودها نشان داد. علاوه بر این، افزایش 23% حامل های الکترون-حفره تولیده شده در الکترود ترکیبی (2:1) ناشی از جداسازی موثر بارها است که برای کاربرد در زمینه شکافت آب به هیدروژن و اکسیژن مناسب است