SYNTHESIS AND ELECTROCHEMICAL ENHANCEMENT OF TRANSITION METAL-BASED ELECTRODE MATERIALS FOR HIGH-PERFORMANCE SUPERCAPACITOR APPLICATIONS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (MS Thesis (g202313370)) ADNAN MAJEED MS PHYSICS.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 24 December 2026. Download (4MB)

Arabic Abstract

مع تزايد استهلاك الطاقة في العالم الحديث، تزداد الحاجة إلى أنظمة تخزين طاقة مستدامة وفعالة من حيث التكلفة. بناءً على ذلك، سعى العلماء إلى إيجاد مواد وتقنيات جديدة يمكن استخدامها لتخزين الطاقة. وقد حظيت المكثفات الفائقة في السنوات الأخيرة باهتمام كبير نظرًا لأدائها الاستثنائي. تركز رسالة الماجستير هذه على تحضير سبائك معدنية وأكاسيد البيروفسكايت بهدف استخدامها في المكثفات الفائقة عالية الأداء. تم استخدام الترسيب الكهربائي السريع للحصول على سبائك جديدة من NiCoCu و NiCoCr، كما تم تحضير مركب LaNiO3 المطعَّم بالمنغنيز والكوبالت باستخدام طريقة السول-جيل. بعد التحضير، تم تحليل الخصائص التركيبية للمواد النانوية والأقطاب باستخدام تقنيات XRD، XPS، FTIR، SEM و TEM. تم اختبار الأقطاب المحضرة باستخدام تقنيات القياس الفولتمي الدوري (CV)، الشحن-التفريغ الجلفاني (GCD) ومطيافية المعاوقة الكهروكيميائية (EIS) لتقييم أدائها الكهروكيميائي. كما تم إعداد مكثف فائق غير متماثل (ASC) مكوَّن من LaMn0.02Co0.08Ni0.9O3 و AC (الكربون المنشط)، وقد حقق كثافة طاقة بلغت 24.78 واط ساعة لكل كيلوغرام. وقد أظهرت النتائج نشاطًا عاليًا لتفاعلات الأكسدة والاختزال إلى جانب تحسُّن في كثافتي الطاقة والقدرة، مما يدل على الإمكانات العالية لهذه المادة لاستخدامها في تخزين الطاقة بكفاءة

English Abstract

The increasing energy consumption in the modern world raises the demand for sustainable and cost-effective energy storage systems. Consequently, scientists have tried to identify new materials and technologies that can be used to store energy. Supercapacitors have attracted considerable attention in recent years owing to their exceptional performance. This master's thesis will focus on the synthesis of metal alloys and perovskite oxides to be used in high-performance supercapacitors. Fast electrodeposition was used to obtain novel NiCoCu and NiCoCr alloys, and Mn and Co doped LaNiO3 was prepared by a sol-gel method. After synthesis, structural characteristics of the nanomaterials and the electrodes were analyzed using XRD, XPS, FTIR, SEM, and TEM. The fabricated electrodes were tested by CV, GCD, and EIS to assess their electrochemical functionality. An ASC device is prepared by combining LaMn0.02Co0.08Ni0.9O3//Activated Carbon, which achieved an energy density of 24.78 Wh/kg. These analyses revealed high redox activity and showed improvements in the energy and power densities, thus demonstrating the high potential of the material to be used in storing energy efficiently.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry Research Physics
Department:	College of Engineering and Physics > Physics
Committee Advisor:	Gondal, M. A.
Committee Members:	Al-Ziq, Khalil and Haider, Dr. Muhammad Baseer
Depositing User:	ADNAN MAJEED (g202313370)
Date Deposited:	25 Dec 2025 08:22
Last Modified:	25 Dec 2025 08:22
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143885