Регистрация / Вход
Прислать материал

Электрохимическое получение проводящего полимера полианилина на поверхности углеродной ткани для использования в качестве электрода в псевдоёмких суперконденсаторах

ФИО: Семушин К.А.

Направление: Нанотехнологии

Научный руководитель: к.ф.-м.н. Кречетов И.С., к.х.н. Стаханова С.В.

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Физической химии

Академическая группа: НМ-10-2

В последние годы активно ведутся работы по разработке и внедрению в широкое применение электрохимических суперконденсаторов (СК), которые, обладая высокой плотностью мощности и энергии, способны выдержать до миллиона циклов заряда-разряда, а кроме того являются экологически чистыми источниками энергии. Всё это делает их привлекательными для применения в автомобильной промышленности, силовых установках различного назначения, электроэнергетике и т.д.

Хранение заряда в СК осуществляется за счёт заряжения двойного электрического слоя (ДЭС) на поверхности электрода с высокой удельной поверхностью и за счёт псевдоёмкости, возникающей в ходе окислительно-восстановительных процессов на границе электрод/электролит. В настоящей работе произведена разработка метода получения и изучение электрохимического поведения, содержащего полианилин (ПАНИ) композита на основе углеродной ткани для использования в качестве электрода в псевдоёмких СК. Основу композита составила углеродная ткань Бусофит T-040 производства ООО «Светлогорск-Химволокно» (республика Беларусь), использованная в качестве материала, на который производилось электрохимическое осаждение ПАНИ. Для полимеризации ПАНИ на углеродную ткань использовали разбавленные (0,05 моль/л) растворы анилина в растворах серной кислоты концентрации 1 моль/л; процесс проводили в потенциостатическом режиме при потенциале 0,75 В относительно хлорсеребряного электрода. Полученные композиты были охарактеризованы методами циклической вольтамперометрии (ЦВА) и гальваностатического заряда-разряда. Исследование композитов различного состава показало, что оптимальные эксплуатационные характеристики демонстрируют композиты с массовой долей ПАНИ 20–25%. Такие композиты характеризуются значениями удельной ёмкости 250–270 Ф/г (6–8 Ф/см2), а их КПД по энергии выше 85%, в то время как необработанная ткань имеет ёмкость 125 Ф/г (3,2 Ф/см2), а её КПД по энергии не превышает 80%.

Таким образом, модификация углеродных тканей ПАНИ благоприятно сказывается на ёмкостных характеристиках композита и позволяет увеличить их удельную ёмкость до 2,5 раз. Разработанная методика является универсальной и может быть применена для получения содержащих ПАНИ композитов на основе широкого круга углеродных тканей.