Synthesis and characterization of Cr2O3 and CrOxNy nanoparticles for energy storage application. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (THESIS) THESIS-Ruba.pdf - Submitted Version Restricted to Repository staff only until 13 June 2027. Download (4MB)

Arabic Abstract

تتناول هذه الدراسة تحضير ودراسة الأداء الكهروكيميائي لجسيمات أكسيد الكروميوم وأوكسينيتريد الكروميوم النانوية لتطبيقات تخزين الطاقة تلتها عملية معالجة حرارية تحت أجواء مختلفة للتحكم في التركيب الطوري للمواد المحضّرة. تمت دراسة الخواص التركيبية والمورفولوجية باستخدام حيود الأشعة السينية (XRD)، والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، والمجهر الإلكتروني النافذ (TEM)، بالإضافة إلى مطيافية تشتت الطاقة للأشعة السينية (EDS). كما تم تحليل الحالات الكيميائية السطحية والتركيب العنصري باستخدام مطيافية الأشعة السينية للإلكترونات المنبعثة (XPS)، بينما استُخدمت مطيافية الانعكاس المنتشر (DRS) لدراسة الخواص البصرية. تم تقييم الأداء الكهروكيميائي للمواد المحضّرة باستخدام الفولتامترية الدورية (CV)، واختبارات الشحن والتفريغ بتيار ثابت (GCD)، ومطيافية المعاوقة الكهروكيميائية (EIS) ضمن نظام الأقطاب الثلاثية. وأظهرت النتائج أن السلوك الكهروكيميائي يعتمد بشكل كبير على نسبة المواد الأولية وأجواء المعالجة الحرارية المستخدمة أثناء التحضير.

English Abstract

This study investigates the synthesis and electrochemical performance of chromium-based oxide and oxynitride nanoparticles for energy storage applications. The materials were prepared using a solution-based approach followed by calcination under different atmospheres to control phase composition. The structural and morphological properties were characterized using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and energy-dispersive X-ray spectroscopy. Surface chemical states and elemental composition were further analysed by X-ray photoelectron spectroscopy, while diffuse reflectance spectroscopy was used to examine optical properties. The electrochemical performance of the synthesized materials was evaluated using cyclic voltammetry, galvanostatic charge–discharge, and electrochemical impedance spectroscopy in a three-electrode configuration. The results reveal that the electrochemical behaviour strongly depends on the precursor ratio and calcination atmosphere.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Physics
Department:	College of Engineering and Physics > Physics
Thesis Advisor:	Khan Alam,
Thesis Committee Members:	Saleem Rao, Sabri Elatresh,
Depositing User:	RUBA ALZURAYI
Date Deposited:	14 Jun 2026 06:04
Last Modified:	14 Jun 2026 06:04
URI:	https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/144574