KFUPM ePrints

PIEZOELECTRIC MATERIALS AS ENERGY GENERATION DEVICES

l PIEZOELECTRIC MATERIALS AS ENERGY GENERATION DEVICES. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF
Restricted to Abstract Only until 02 June 2016.

6Mb

Arabic Abstract

من خلال هذا البحث تم بنجاح تحضير مركبة (سيراميك-بوليمر)تتكون من قضبان أكسيد الزنك السداسية نانوية الشكل مع 2% بالوزن من الجرافين وزعت بشكل جيد في بوليمر (PVDF) مع أو بدون أكسيد الفانديوم باستخدام تقنية بسيطة ومواد أولية غير مكلفة نسبيا لصنع أجهزة حصاد الطاقة (EHDs) من خلال تطبيق اجهاد ميكانيكي.تم دراسة تأثير كل من مصدر الزنك (خلات الزنك أو نترات الزنك)، وعوامل التفاعل (اليوريا و HMTA) ودور الجرافين على تشكل الجسيمات والكمية المنتجة من أكسيد الزنك على كفاءة أجهزة حصاد الطاقة. لوحظ أن اضافة الجرافين قد ساعدت بشكل واضح في تشكيل وازالة التكتل من الجسيمات. على الرغم من جودة شكل جزيئات اكسيد الزنك المصنعة بواسطة خلات الزنك و HMTA إلا أن كفاءة جهاز حصاد الطاقة لمقابلة كانت أدنى ما لوحظ (~0.45 فولت) بينما كانت أعلى قيمة سجلت (25.5 فولت) من الجهاز المصمم باستخدام أكسيد الزنك المصنع بواسطة نترات الزنك واليوريا. تم أيضا دراسة تأثير اضافة أكسيد الفانديوم إلى مركبة أكسيد الزنك/الجرافين (2.5 و 5 و 10% بالوزن من الناتج النظري لأكسيد الزنك)، لوحظ التأثير الواضح على شكل وحجم الجزيئات عند المقارنة مع التي بدونه. لوحظ التحول المنهجي من القضبان سداسية الشكل إلى مجاميع مما يشبه البتلات ثم ما يشبه الصفائح نانوية الشكل. من ناحية أخرى، وجد أن إضافة أكسيد الفانديوم قد ساعدت في تحسين كفاءة جهاز حصاد الطاقة وكان هذا أكثر وضوحا في حالة الجهاز المصصم من أكسيد الزنك المصنع من خلات الزنك و HMTA .

English Abstract

Ceramic-polymer (cermer) composites containing hexagonal ZnO nanorods with 2 wt.% graphene dispersed in polyvinylidene difluoride (PVDF) with or without vanadium oxide (V2O5) were prepared by a simple technique using inexpensive starting materials to fabricate energy harvesting devices (EHDs). The effect of using different precursors of zinc, such as, zinc nitrate (ZN) and zinc acetate (ZA), reducing agents (such as urea and Hexamethylenetetramine (HMTA)) and the role of graphene on the particle morphology, yield and, on the performance of EHD was investigated. It was found that in addition to affecting the yield, graphene also assisted in shaping and deagglomeration of ZnO nanorods. Although, ZnO particles synthesized via HMTA-ZA route were thicker and hexagonal in shape, the performance of the corresponding EHD was rather inferior (open circuit voltage under stress ~0.45V). The EHD device fabricated from ZnO obtained via urea-ZN route, on the other hand, showed optimum performance (~25.5V) due possibly to the relatively large aspect ratio of ZnO particles in this case. The role of V2O5 addition to the ZnO/Gr composite was also studied. Addition of 2.5, 5, and 10 wt. % of V2O5 appears to affect the ultimate shape and size of the ZnO particles significantly, as compared to those without V2O5; systematic transformation from 3D hexagonal rods to aggregated flower-petals to 2D nanoplatelets was clearly seen. V2O5 addition also assisted in enhancing the output voltage of the V2O5-modified composites. This was more pronounced in case of ZnO derived from HMTA-ZA route.



Item Type:Thesis (Masters)
Subjects:Chemistry
Chemical Engineering
Electrical
Mechanical
Divisions:College Of Engineering Sciences > Chemical Engineering Dept
Committee Advisor:AZAD, ABDUL-MAJEED
Committee Members:Hossain, Mohammed Mozhar and Malaibari, Zuhair Omar
ID Code:139538
Deposited By:KHALID HAYDER ABDALLA ALKHIDER (g201204460)
Deposited On:02 Jun 2015 13:47
Last Modified:03 Jun 2015 08:29

Repository Staff Only: item control page