Регистрация / Вход
Прислать материал

Получение нанодисперсного оксида марганца для электродов псевдоёмкого суперконденсатора

ФИО: Липатова И.А.

Направление: Нанотехнологии

Научный руководитель: к.ф.-м.н. Кречетов И.С., Dr. M. Kundu

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Физической химии

Академическая группа: НМ-10-2

Перспективными накопителями электрической энергии являются электрохимические (ЭХ) суперконденсаторы (СК), накапливающие электрическую энергию за счёт псевдоёмкости, возникающей в окислительно-восстановительных реакциях на поверхности электродов. Одним из наиболее перспективных материалов для электродов таких СК является экологичный и коммерчески привлекательный нанодисперсный оксид марганца, обладающий высокой удельной ёмкостью.

В настоящей работе на основе углеродной ткани (УТ) Бусофит Т‑040 производства OOO «Светлогорск-Химволокно» (респ. Беларусь), были получены композиты УТ/MnO2. MnO2 получали ЭХ осаждением из разбавленных водных растворов KMnO4и Mn(CH3COO)2 на углеродную ткань при пропускании постоянного тока с последующей термообработкой (ТО), а также полиольным синтезом из водного раствора KMnO4 при добавлении полиэтиленгликоля и пиролитическим синтезом–пропиткой УТ экстрактом марганца в смеси высших изомерных карбоновых кислот (ВИКК) или неодекановой кислоте (VersaticAcid 10) и дальнейшей ТО. Композитные материалы, полученные ЭХ осаждением из раствора KMnO4, полиольным и пиролитическим синтезами, а также не обработанная ткань были исследованы методами циклической вольтамперометрии (ЦВА) и гальваностатического заряда-разряда для изучения кинетики электродных процессов с их участием. Измерения для необработанной ткани проводили в 1 M водных растворах Na2SO4, MgSO4 и Li2SO4; при этом наибольшая ёмкость 65 Ф/г и наименьшее сопротивление были получены в растворе Na2SO4. Композитные материалы исследовались в электролите на основе Na2SO4. Наивысшую ёмкость порядка 78 Ф/г показал композит, полученный пиролитически из экстракта в ВИКК. Композиты, полученные из экстракта в Versatic, а также ЭХ и полиольным синтезами, показалиёмкость 60, 33 и 4 Ф/г соответственно.Исследование средствами растровой электронной микроскопии композита, полученного ЭХ синтезом из раствора Mn(CH3COO)2 (рисунок 1 (б)), показало, что оксид марганца при таком методе осаждения формирует на поверхности волокон пластинки толщиной порядка 10 нм.

Рисунок 1 – Микрофотографии поверхности волоконуглеродной ткани до (а) и после (б) ЭХ осаждения MnO2 из водного раствора Mn(CH3COO)2