Experimental investigation on electrochemical properties of oxygen vacancies-doped metal oxides anodes for supercapacitors through chemical reduction with sodium borohydride

In this thesis have been investigated the effects of sodium borohydride (NaBH4) reduction on supercapacitors’ anodes metal oxides such as CoFe2O4 and α-MoO3. The purpose of the reduction treatment was to create oxygen vacancies inside the crystallographic structure of both metal oxides to lower the energy band gap and increase both electrical and electrochemical properties. Moreover, the chemical reduction with NaBH4 is rapid and energy saving procedure compared to other oxygen vacancies-creation techniques. The 1-D nanoarrays morphology of both metal oxides, synthesized through hydrothermal process, was not modified by chemical reduction, thus making that nanoarchitecture a promising morphology for the aim of this project.

In questa tesi è stato studiato l’effetto della riduzione chimica tramite l’utilizzo del sodio boro idruro (NaBH4) su ossidi di materiali, quali CoFe2O4 e α-MoO3, che possono essere utilizzati come anodi per supercondensatori. Lo scopo dell’utilizzo del trattamento di riduzione è quello di creare vacanze di ossigeno all’interno della struttura cristallina di entrambi gli ossidi in modo da abbassare il gap energetico tra banda di valenza e di conduzione ed aumentare le proprietà elettriche ed elettrochimiche degli ossidi. Inoltre, la riduzione chimica con NaBH4 è un processo più rapido e con meno consumo di energia rispetto ad altre procedure utilizzate per la creazione di vacanze di ossigeno. La morfologia 1-D nano-tubolare di entrambi gli ossidi, sintetizzati tramite il processo idrotermale, non subisce modificazioni a seguito della riduzione chimica; pertanto essa rappresenta una morfologia promettente per lo scopo di questa tesi.