Детальная информация

Для решения проблемы накопления энергии разрабатываются новые, более эффективные функциональные материалы электродов таких электрохимических устройств, как суперконденсаторы, а также технологии их формирования. В частности, с помощью метода безэлектролитного электрофоретического соосаждения может быть получен композитный материал углеродные нанотрубки УНТ/RuO[2]*xH[2]O с высокими удельными показателями емкости и мощности. В работе путем седиментационного анализа определен оптимальный состав суспензии (50 мл) для электрофоретического осаждения. Показано, что входящий в состав суспензии йод (20 мг) обеспечивает в ходе йодоформной реакции с ацетоном насыщение поверхностей частиц протонами и их осаждение на катоде, заменяя таким образом электролиты, вносящие примеси в итоговое покрытие. Установлено, что при этом необходимо наличие в суспензии диспергирующего агента (гидроксипропилцеллюлозы) в количестве 5 мг для поддержания стабильности. Методами дифференциальной сканирующей калориметрии и термогравиметрического анализа исследована и подтверждена возможность удаления гидроксипропилцеллюлозы в ходе отжига на воздухе при температуре порядка 260 C. Композитный материал, термообработанный и полученный из суспензии, с содержанием двухслойных углеродных нанотрубок и УНТ/RuO[2]*xH[2]O, равным 2 и 10 мг, имеет емкость 21,5 и 8,6 мФ/см{2} при скоростях циклических разверток 10 и 100 мВ/с соответственно. Установлено, что повышенная температура и длительная термообработка приводят к ухудшению электрохимических характеристик в силу деградации УНТ/RuO[2]*xH[2]O и углеродных нанотрубок.

The solution to the problem of energy storage requires the development of new, more efficient, functional electrode materials for such electrochemical devices as supercapacitors, and their formation technologies. Specifically, using a method of electrolyte-free electrophoretic co-deposition, a carbon nanotubes CNF/RuO[2]*xH[2]O composite material with high specific capacitance and power values can be obtained. In this work, the optimal composition of 50 ml electrophoretic deposition suspension was determined by sedimentation analysis. It was demonstrated that in the course of the iodoform reaction with acetone, I2 (20 mg) ensures the saturation of particle surfaces with protons and their deposition on the cathode, thus replacing electrolytes that introduce impurities into the final coating. It has been established that the presence of a dispersing agent (5 mg of hydroxypropyl cellulose) is necessary in the suspension to maintain stability. The possibility of hydroxypropyl cellulose removal during annealing in air at a temperature of about 260 C was studied and confirmed by differential scanning calorimetry and thermal gravimetric analysis methods. Processed this way composite material obtained from a suspension with the content of DWCNT and CNF/RuO[2]*xH[2]O equal to 2 and 10 mg, respectively, demonstrated a capacity of 21.5 and 8.6 mF/cm{2} at cyclic sweep rates of 10 and 100 mV/s, respectively. It has been established that the elevated temperatures and duration of heat treatment lead to a deterioration in the electrochemical characteristics due to the degradation of CNF/RuO[2]*xH[2]O and carbon nanotubes.