Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ ВОССТАНОВЛЕННОГО ОКСИДА ГРАФЕНА И ГИДРОКСИДА НИКЕЛЯ КАК ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ГИБРИДНЫХ СУПЕРКОНДЕНСАТОРОВ

Полный текст:

Аннотация

На основе восстановленного СВЧ-облучением оксида графена (RGO) и гидроксида никеля (Ni-RGO) были получены композиты переменного состава двумя способами: осаждением Ni(OH)2 на RGO in situ, и смешением суспензий RGO и Ni(OH)2. Установлено, что композиты Ni-RGO обладают высокой удельной емкостью при испытании их в качестве электродов суперконденсаторов в 1М КОН (от 150 до 330 F/g). Показано, что RGO обладает высокой стабильностью при циклировании в режиме заряд-разряд, но низкими показателями емкости (~25 F/g). Чистый Ni(OH)2, наоборот, имеет высокую удельную емкость в пределах 450-500 Ф/г, но недостаточную устойчивость при циклировании. Емкостные показатели и стабильность композитов Ni-RGO при гальваностатических испытаниях занимают промежуточные значения по сравнению с составляющими их компонентами, в зависимости от процентного содержания Ni(OH)2. После первых 100 циклов заряда/разряда видно, что введение RGO усиливает устойчивость электродной массы при циклировании. Таким образом, RGO может служить стабилизирующей добавкой, которая позволит увеличить срок службы и расширить диапазон рабочего тока суперконденсаторов на основе Ni(OH)2.

Об авторах

С. А. Баскаков
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики РАН
Россия


Ю. В. Баскакова
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики РАН
Россия


А. Д. Золотаренко
Институт проблем материаловедения им. И.М. Францевича НАН Украины
Россия


Ю. М. Шульга
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики РАН
Россия


О. Н. Ефимов
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики РАН
Россия


А. Л. Гусев
ООО «Научно-технический центр «ТАТА»
Россия


Список литературы

1. Полякова А.Л., Васильев, Б.М., Купенко И.Н. и др. Изменение зонной структуры полупроводников под давлением // Физика и техникаполупроводников. 1976. Т. 9, № 11. С. 2356-2358.

2. C. Liu, F. Li, L.P. Ma, H.M. Cheng, Advanced materials for energy storage // Adv. Mater. 2010. 22, Ε1-Ε35.

3. Y. Zhang, H. Feng, X.B. Wu, L.Z. Wang, A.Q. Zhang, T.C. Xia, H.C. Dong, X.F. Li, L.S. Zhang, Progress of electrochemical capacitor electrode materials: a review // Int. J. Hydrogen Energy. 2009. 34, р. 4889-4899

4. H.Q. Cao, H. Zheng, K.Y. Liu, J.H. Warner, Bioinspired peony-like ß-Ni(OH)2 nanostructures with enhanced electrochemical activity and superhydrophobicity // ChemPhysChem. 2010. 11, р. 489-494.

5. G. Duan, W. Cai, Y. Luo, F. Sun, A hierarchically structured Ni(OH)2 monolayer hollow-sphere array and its tunable optical properties over a large region // Adv. Funct. Mater. 2007. 17 р. 644-650.

6. Y.Y. Luo, G.H. Li, G.T. Duan, L.D. Zhang, One-step synthesis of spherical a-Ni(OH)2 nanoarchitectures // Nanotechnology. 2006. 17, р. 4278-4283.

7. D. Linden, Handbook of Batteries, McGraw-Hill, New York, 2002.

8. J. McBreen, Modern Aspects of Electrochemistry, vol. 21, Plenum, New York,1990.

9. M.S. Wu, C.M. Huang, Y.Y. Wang, C.C. Wan, Effects of surface modification of nickel hydroxide powder on the electrode performance of nickel/metal hydride batteries // Electrochim. Acta. 1999. 44(23), p.4007-4016.

10. Shul'ga Yu.M., Lobach A.S., Baskakov S.A. et al. A comparative study of graphene materials formed by thermal exfoliation of graphite oxide and chlorine trifluoride-intercalated graphite // High Energy Chem. 2013. 47(6), p 331-338

11. С.А. Баскаков, Ю.М. Шульга, Ю.В. Баскакова, А. Д. Золотаренко, И.Е. Кузнецов, О.Н. Ефимов, А. Л. Гусев. Новые композитные материалы на основе восстановленного оксида графена и полианилина для электродов суперконденсаторов высокой емкости // Альтернативная энергетика и экология. 2012. 12(116), с. 66-76

12. В.Е. Мурадян, М.Г. Езерницкая, В.И. Смирнова, Н.М. Кабаева и др. Превращение окиси графита в условиях ионного гидрирования. // ЖОХ. 1991. Т.61, Вып.12, с.2626-2629

13. Si Y., Samulski E.T. Synthesis of water soluble grapheme // Nano Lett. 2008. V 8. P. 1679-1682.

14. Jeong H.-K., Lee Y.P., Jin M.H. et al. Thermal stability of graphite oxide // Chem. Phys. Lett. 2009. 470, р. 255-258.

15. Cote L.J., Cruz-Silva R., Huang J. Flash Reduction and Patterning of Graphite Oxide and Its Polymer Composite // J. Am. Chem. Soc. 2009. V. 131. P. 1102711032.

16. Lin Yang, Jianguo Zhu, Dingquan Xiao. Microemulsion-mediated hydrothermal synthesis of ZnSe and Fe-doped ZnSe quantum dots with different luminescence characteristics // RSC Adv. 2012. 2, p.8179-8188

17. F.S. Cai, G.Y. Zhang, J. Chen, X.L. Gou, H.K. Liu, S.X. Dou. Ni(OH)2Tubes with Mesoscale Dimensions as Positive-Electrode Materials of Alkaline Rechargeable Batteries// Angew. Chem. Int. Ed. 2004. 43(32), р.4212-4216. a review // Int. J. Hydrogen Energy. 2009. 34, r. 48894899.

18. D.A. Corrigan, R.M. Bendert, Effect of Coprecipitated Metal Ions on the Electrochemistry of Nickel Hydroxide Thin Films: Cyclic Voltammetry in 1М KOH// J. Electrochem. Soc. 1989. 136(3), р.723-728


Для цитирования:


Баскаков С.А., Баскакова Ю.В., Золотаренко А.Д., Шульга Ю.М., Ефимов О.Н., Гусев А.Л. КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ ВОССТАНОВЛЕННОГО ОКСИДА ГРАФЕНА И ГИДРОКСИДА НИКЕЛЯ КАК ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ГИБРИДНЫХ СУПЕРКОНДЕНСАТОРОВ. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2014;(2):146-156.

For citation:


Baskakov S.A., Baskakova Y.V., Zolotarenko A.D., Shulga Y.M., Efimov O.N., Gusev A.L. COMPOSITES BASED ON REDUCED GRAPHENE OXIDE AND NICKEL HYDROXIDE AS A PROMISING MATERIAL FOR HYBRID SUPERCAPACITORS. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2014;(2):146-156. (In Russ.)

Просмотров: 152


ISSN 1608-8298 (Print)