ISSN 1608-4039 (Print)
ISSN 1680-9505 (Online)

Для цитирования:

Чернявина В. В., Бережная А. Г., Лепешкин И. О., Дышловая Я. А. Композитные электроды С/MnO2 для электрохимических конденсаторов на водном электролите // Электрохимическая энергетика. 2021. Т. 21, вып. 3. С. 156-163. DOI: 10.18500/1608-4039-2021-21-3-156-163, EDN: PDPQSB

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 459)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Электрохимические суперконденсаторы и гибридные устройства
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
541.136
DOI: 
10.18500/1608-4039-2021-21-3-156-163
EDN: 
PDPQSB

Композитные электроды С/MnO2 для электрохимических конденсаторов на водном электролите

Авторы: 
Чернявина Валентина Владимировна, ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет»
Бережная Александра Григорьевна, ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет»
Лепешкин Игорь Олегович, ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет»
Дышловая Ярослава Александровна, ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет»
Аннотация: 

Методами циклической вольтамперометрии, гальваностатического заряда-разряда и импедансной спектроскопии исследованы электрохимические свойства композитных материалов С/MnO2 в 1 М растворе сульфата натрия. Показано, что емкостные характеристики электродов зависят от природы и способа получения наночастиц оксида марганца. Установлено, что материал, содержащий оксид марганца, полученный с использованием в качестве восстановителя изоамилового спирта, обладает высокими электрохимическими характеристиками.

Ключевые слова: 
суперконденсатор
активированный уголь
водный электролит
удельная ёмкость
оксид марганца
Список источников: 
  1. He S., Hu C., Hou H., Chen W. Ultrathin MnO2 nanosheets supported on cellulose based carbon papers for high-power supercapacitors // J. Power Sources. 2014. Vol. 246. P. 754–761. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.08.038
  2. Нижегородова А. О., Кондратьев В. В. Синтез и электрохимические свойства композитных материалов на основе поли-3,4-этилендиокситиофена с включениями диоксида марганца // Электрохимия. 2014. Т. 50, № 12. С. 1292–1298. https://doi.org/10.7868/S0424857014120056
  3. Вольфкович Ю. М. Электрохимические суперконденсаторы // Электрохимия. 2021. Т. 57, № 4. С. 197–238. https://doi.org/10.31857/S0424857021040101
  4. Dai Y., Chen L., Babayan V., Cheng Q., Saha P., Jiang H., Li C. Ultrathin MnO2 nanoflakes grown on N-doped carbon nanoboxes for high-energy asymmetric supercapacitors // J. Mater. Chem. A. 2015. Vol. 3. P. 21337–21342. https://doi.org/10.1039/C5TA06958K
  5. Hou D., Tao H., Zhu X., Li M. Polydopamine and MnO2 core-shell composites for high-performance supercapacitors // Appl. Surf. Sci. 2017. Vol. 419. P. 580–585. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.05.080
  6. Lang J. W., Yan X. B., Yuan X. Y., Yang J., Xue Q. J. Study on the electrochemical properties of cubic ordered mesoporous carbon for supercapacitors // J. Power Sources. 2011. Vol. 196. P. 10472–10478. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2011.08.017
  7. Vangari M., Pryor T., Jiang L. Supercapacitors : Review of Materials and Fabrication Methods // J. Energy Eng. 2012. Vol. 139. P. 72–79. https://doi.org/10.1061/(ASCE)EY.1943-7897.0000102
  8. Wang J.-G., Yang Y., Huang Z.-H., Kang F. Effect of temperature on the pseudo-capacitive behavior of freestanding MnO2@carbon nanofibers composites electrodes in mild electrolyte // J. Power Sources. 2013. Vol. 224. P. 86–92. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.09.075
  9. Wang T., Song D., Zhao H., Chen J., Zhao C., Chen L., Chen W., Zhou J., Xie E. Facilitated transport channels in carbon nanotube/carbon nanofiber hierarchical composites decorated with manganese dioxide for flexible supercapacitors // J. Power Sources. 2015. Vol. 274. P. 709–717. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.10.102
  10. Subramanian V., Zhu H., Wei B. Alcohol-assisted room temperature synthesis of different nanostructured manganese oxides and their pseudocapacitance properties in neutral electrolyte // Chem. Phys. Lett. 2008. Vol. 453. P. 242–249. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2008.01.042
  11. Wang X., Wang X., Huang W., Sebastian P. J., Gamboa S. Sol-gel template synthesis of highly ordered MnO2 nanowire arrays // J. Power Sources. 2005. Vol. 140. P. 211–215. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2004.07.033
  12. Cao J., Wang Y., Zhou Y., Ouyang J. H., Jia D., Guo L. High voltage asymmetric supercapacitor based on MnO2 and graphene electrodes // J. Electroanal. Chem. 2013. Vol. 689. P. 201–206. https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2012.10.024
  13. Pabst W., Gregorova E. Characterization of Particles and Particle Systems. ICT Prague, 2007. 122 p.
  14. Бойцова О. В., Шекунова Т. О., Баранчиков А. Е. Синтез нанокристаллического диоксида марганца в условиях гидротермально-микроволновой обработки // Журнал неорганической химии. 2015. Т. 60, № 5. С. 612–617. https://doi.org/10.7868/S0044457X15050025
  15. Hatzell K. B., Fan L., Beidaghi M., Boota M., Pomerantseva E., Kumbur E. C., Gogotsi Yu. Composite manganese oxide percolating networks as a suspension electrode for an asymmetric flow capacitor // Applied Materials Interfaces. 2014. Vol. 6. P. 8886–8893. https://doi.org/10.1021/am501650q
  16. Toupin M., Brousse T., Belanger D. Charge Storage Mechanism of MnO2 Electrode Used in Aqueous Electrochemical Capacitor // Chemistry of Materials. 2004. Vol. 16. P. 3184–3190. https://doi.org/10.1021/cm049649j
  17. Zhang Y., Zu L., Lian H., Hu Z., Jiang Y., Liu Y., Wang X., Cui X. An ultrahigh performance supercapacitors based on simultaneous redox in both electrode and electrolyte // Journal of Alloys and Compounds. 2017. Vol. 694. P. 136–144. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.09.302

 

Поступила в редакцию: 
18.08.2021
Принята к публикации: 
28.08.2021
Опубликована: 
06.09.2021