Хімічно активоване буре вугілля як електроди для суперконденсаторів з органічним електролітом
With a view of designing novel materials for electric double layer capacitors, activated carbons prepared by thermolysis of Alexandriya brown coal with KOH at various KOH/coal ratios (RКОН -0,2-1,0 g/g) were studied. Materials produced at RКОН >0,5 g/g were shown to have satisfactory elec...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2009
|
| Онлайн доступ: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/372 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Surface |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Surface| _version_ | 1869291496355659776 |
|---|---|
| author | Tamarkina, Y. V. Mysyk, R. D. Kucherenko, V. A. Shendrik, T. G. |
| author_facet | Tamarkina, Y. V. Mysyk, R. D. Kucherenko, V. A. Shendrik, T. G. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Y. V. Tamarkina",
"institution": "Інститут фізико-органічної хімії і вуглехімії ім. Л.М. Литвиненка НАН України"
},
{
"author": "R. D. Mysyk",
"institution": "Інститут фізико-органічної хімії і вуглехімії ім. Л.М. Литвиненка НАН України"
},
{
"author": "V. A. Kucherenko",
"institution": "Інститут фізико-органічної хімії і вуглехімії ім. Л.М. Литвиненка НАН України"
},
{
"author": "T. G. Shendrik",
"institution": "Інститут фізико-органічної хімії і вуглехімії ім. Л.М. Литвиненка НАН України"
}
] |
| author_sort | Tamarkina, Y. V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:39:36Z |
| description | With a view of designing novel materials for electric double layer capacitors, activated carbons prepared by thermolysis of Alexandriya brown coal with KOH at various KOH/coal ratios (RКОН -0,2-1,0 g/g) were studied. Materials produced at RКОН >0,5 g/g were shown to have satisfactory electrode characteristics in organic-based capacitors within the electrolyte voltage window (tetraethylammonium tetrqfluoroborate, voltages up ~3 V). It was established that the maximum gravimetric capacitance is exhibited by the material prepared at RКОН =1 g/g- The sample prepared at RКОН =0,5 g/g demonstrated the minimum capacitance loss on increasing the current density. Differences in the behavior of samples were explained by different portions of pores less than 1 nm in diameter. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:32:33Z |
| format | Article |
| fulltext |
У[К 5 5 3' 96: 66.a94.7 : 66 1. l 83. 2
хипIиЧЕСIt}l AкT}IBиPOBAIIнЬIЕ БУPьIЕ УглPl I(AI{
ЭЛЕкTPoДЬr Д\JIЯ сУПЕPкoIrДЕ,IIсAToPoB с
oPгAIIиЧЕсIФtlvI эЛЕItTPoЛитoM
Ю.B. Taмapкинa, P.Д. Mьrсьrк, B.A. КyпереIIкo' T.Г. Illeндpllк
klнcmumуm ф,uзuкo-opеанuческoЙ хltл,lua u у)лехltJ,'uu uл4. ]I'Iltr. Лumвuненкo I{АH Укpаuнъt,
ул. P.Jrюкceл,t6уpе, 70, 83 1 ] 4, .\oнецк
С цельto coзdанuя элeкmpodных hrаmepuсuloв dля кoнdенсаmoPaв с dвoЙнылlэлеКml,uчecКur4 crroeJw u3ученt2l сtкmlrвupoвaннble уL]tu, noлучеt|tlь|е *,p,oi*o, (80trС, Iн)буpoeo уzля Алексанdpuйcкozo tпесmopouЙенuя 1Укpiuна) c еuфoкcudoм'*;* ;йвсlpьupoвсll|uu coomнo.uteнuя КОII/уzoль (Rкott:O,2...1,0 a/e). Пaказсlнo, .чmo Jv'сImеputl,/.ы'
noлучен'|ьIе npu RкoнZ0,5 еJe, o6лаdаюm уdoвлеmвopumеIbньlfu'u
"n"*mpidn*,uXаpакmepucmuксlJу'u пpu ucno'Ilь3oв{|Iruu в кoнdeнcаmopсlх c opzсlltuческufut эJ|екmpo!шmoл4 ц
уcmoЙuuвo pабomаюm в duаnазoне (do 4 Bj ,*й*o,,o"*u элеt{mpoJlumсl
mempафmopбopаmа mempаэmцЛ{tnL|4oн|tя в с'цrmorlumpцJle. Уcmанoвлеttо' чfn()JЙaксш|'|сUlьнoй epавuмempuчеcкaй ел4кoсmыo (100 Ф/е) oблidаem -и4сlmrpuсul' noлуveнньtЙ
npu Rp11:I,0 ilz. Muнzlмальнoе nаdенuе eь,'ttocmu c pocmo.h| еpавuarcmpuнеcкoЙ
rшomнocШu moкq npoявляеm o6pазец, noлуненньlй уtpu Rкot,l:O,S z/z. Pсtзлuчuя в iaвеdенuuoбpaзцoв oбъяснены pазнoЙ doлей nop duшиеmpoм do ] нл,t.
BвеДешпе
C цgъrо II.BьIIIIеE'я ффесгrrввoсти lЙ.ьI ItoI{I{сToрoB - кoн,ценсaTopoв cДBoйEьшr эJrеIсц}ическиIl{ слoех (IflЭC) _ B_ EaстoяIцre Bpсмя иссJIе.ц}.I.T paзIlыeyглrpoдньIе ilfaTrp}l€lJlы в кaчrсTвr элrктpoдoB кДЭC [1]. Haибoлее ч€lсTo испoлЬзyloTBещеcтBa с BЬIсoкop€lзвитoй поpистoй стpщтypoй, к к0тopьпrl oTIIoсяTся Ir€uIопopисTЬIеI\{aTеpиaJIьI (Ilttfu{) Цa oсIIoB€ кap6идов мeT€uI;IoB [2,
^Зl
п aктиBиpоBаIrIIЬIr yГJIи,IIоJryЧaeМьIe xшrптческой aктивациeй [4-7]. Hoвьlе элеIсqpoДЬI сo3д€ЦoTся тaким обpaзом,чтобы обеспеч,tть BьIсoIqДо емкoсть кollfцеIrсaTopa' мI{IIиМ:lJIьIroe Irа"цение эIlеpIии IIриyBелI{чеIIии мощЕoсTи и стaбильнyro paбоry пpи бoльlпoм IIислe циILTOB зaрядa.paЗрядa
[l]. Это моx(еT бьшь
,99стиПryтo -.цJ!I yглep.ДЕьгx I\{aTrpиaJIoB с вьrсoкoрaзвитой
цoBepкIoстьIо (>1000 хflr) и специфи.rесrcш рaсIIpеделеI{иеI\{ микpo. 'r L,reзollop пopal}меptlм. B чaстнogги, ,цJI'I дoсTих(rния высокой
"мкog''.
BФкпьt IIaIroПopЬI .щ{a^{gTpoМ .цol rшl [8], нo нe ]ueЕеr 0,68 lМ, пoскoлькy Taкиe ПopЬr I{едoсЦ/IIIrы NrЯдесoJlьBaтиpoBttнIloгo кaTl.rонa opгaЕиIlескoгo элещpoлI{Тa - швto).
-
рaзвитаяI\{езoIIоpисToсть вilкila дJrя искЛючrIIия prзкогo cнpl}ItеIlllя yдельной энrpГI,Iи пpибьrстpьгx скopocTяx ЗapЯДaИ'paзpЯДa [9]. Haиболсе пpостoй
"",oo?ooy.'ellи'I
T:lкoгo po.цaмaтеpиtUIoB - этo TеpмoJJиз (600'900 oС) yглеpoдсo,цеpжaщегo IIpедшgсTBенIII.кa BIIрEсyгстBIrи гидpoксидa каjIItя. Taшrм меToдoм пoJIyч€lIoT испoJrЬзyеМЫr B иol{исToр.tх
эJIeкTpoдIIьIе мaTeриaJIЬI и3 искoIIaеnДьD( 3rглей paзнoй сTеIIенI{ метамopфизмa 1+1' пеков
[5], нaнoщy6ок [6],-.кoксoB [l0], opгalrl{чrских BoЛoкoн [l 1], paзлишrьпс видoвpaстI{теJrьнoгo сьtрья [7].
}Iaпoпopистый . yглеpoдньй мaтеpиaп ш{oжeT бьrть IIoл}пrrI{ Tl}юке PrЗAлексапл1t-шlскoго бypого yгля (УlEalrнa) пpи его IIщреB€IнI,Iи с гI,IДpoкси.цаt\{и щелoIIньIxмеTIUIJI.в [l2]. Пpи BесоBoм сoоТIloшrнии Кo}7щoлЪ дo 2,aгlг,Темпеparypе 800 oC иBpeмeIIи aIсгEвaIIш 1 v oбpaз1тoTся yглеpoД{ьle n,raтеpиaJlЬI с BЬD(oдoм 2нlo%.ве.lичиrrой yдeпьнoй пoBеpxI{осTи 100o*1 800 мЪ, сy*мapй,' объ"мо;й ; l ."#;
Пoвеpхнoсmь' 2009. Bыn. I (16). С. ]47 * 154
14',7
oбъе}{ol4 Микpoпop .цo 0"7 см3lг. Этoт бypoyгольньй HПМ пpoявляeт BЬIсoкy}o
aктивIlocтЬ пo oтЕolnеIlиro к a']сopбатaм paЗEloй пpиpодЬl * кaк к }loll€lп{' Тaк и мoлекyлal\,{
в Bo.цнoй и гaзoвoй фазaх. Это эKотIеpиМrIттaJrьнo IIoдTBrp)кдrпo Ira Ilр}rМepe a,цсopбциll
фенoлa и кaTиoнoв сBиIIцa (II) [13, 14], кpaситe.lrя метидеI{овoгo гoлyбoго и элеIvrrI{ттIогo
иo,цa [ 1 5], Boдopoдa IIpи теМпеpaTypr 17 К I16J и ксенoнa [ 1 7].
Пpедвapительньrе иссЛrдoвaния IIoкaзaJ]и, чтo эТот бypоyгoльвьй МaTrpиaJI
IIpOяBJIяеT ,цoсTaтoчI{o BьIсок}Tо aктI.lBIloсTЬ B эJIrкTрoсорбщlи lIoIIoB' чтo яBJUIется
oiIpе.цеJUItoщиМ,цJI'I HaкoIIлrIIиlI эIIеpгии B ifolrисTopax.
Ifель paбoтьI - иссЛедoв€lllие хиI\{I{ческI{ aктиBироBaIri{ЬD( бypьIx yглей как
эJIrктpo.цoB Для сyпepкollдerrсaтoрoB с oргallичrскиМ элекTpoJIитом - тeтpaфтoрбopaтом
тrтpaэтиЛаММoHI,Iя B aцетot{итpиле, Tакx(е IIpе,цстaBJIялoсЬ цeJleсooбpaзньшl оцеItиTь
BJIияlниr сooтЕolпrния щrлoIIЬlyгoJIь IIa электpoсopбционньrе хapaктеpисTики эJIeктPoдoв.
ЭкспepимепталЬfl aя чaсTь
Элекщoдкьй lvIaтrpиaЛ IIоЛуrrIi ншprBaниoМ бypoго yгJIя с КoH в aтмосфеpе
apгoнa 11pи BесoBoМ сoотIIoIпrнии КoFUyголь _ RконS1 г/г. Нaвеоку (5 г) пpoпит.lllЕoгo
щеJIOчIЬlo yглll IIомещ€IJIи B praктop (800 "С), BьIдepIgBaJти 1 l, oхлalкдали до копшraтной
теЬ,rпepaт}pЬI и oTIrlЬIB€}ли oт щeЛoIIи. Эти oбpaзцьI oбoзнaченьr кaк AУ.К(Rкoн).
Нaпpимеp' AУ-к(0,2) _ обpaзец, пoлrrенньй EaГpеBzrнием yгля с КoH IIри сooтнoltrении
КotVщoль Rкoн:0,2 тb. [sтя сpaBнеIIIrя испoJIьзoB€tIl oбpaзеЦ, обoзнaченrrьlй AУ и
по.тr5lrенньй IIщpеBaIIиеl{ B Tеx }ке yсЛoBllяx (800 oс, 1 v) бypoгo щrrя без щrлoч!l'
Исхo.цнoe сьIpЬе - бypьй 1толь Aлеко.lIIдpийскoгo l{rсТopо}кДеIlия (Укpaина) c paЗL{еpol\{
ЧaсTиЦ 0'5-1,0 пш,r с золЬностьlо Ao l7,7o/o vт BJIa}G{oстьIo..wu 12,4у0. Элемеrrтrrьй сoсTllB
(o/o da.fl: С7a,4.,I] 6,0; S 3,8; N 2,0; o 7,8.
ГIapaметpьI пoристoй сТpylсypЬI oIIpе'ЦеjIеньI IIa oс}IoBаIII{и изoTеpМ адсоpбции-
дссopбция aзoтa (17 К, пpибоp Quаntaсhromr Autоsorb 6B) oбpaзцaми AУ и AУ-К. Пеpед
I{зMеpеншrrvIи oбpaзцьl ДепrЗироBaJIи IIpи 2a0oС B тrчelIпr 20 ч. Bеrичиrт.v yдельtroй
IIoBepхнoсTи Sввт (м"lr) опpе]IffI'tли меToдом BЕT t18] в облaсти изoТrрМьI'
огрai{ичеIlЕ{oй д,raпaзоrrом (P/Рg)=0,05...0,035. Cуъгмapньй oбъем пop V9(см,lг)
oIIprДеJIяJIи IIo коЛI.rч€cтвy N2, aдсоpбиpoвilнIroгo до РiPo.-i,O. Paспpеделение Мезolrop IIo
pазI\{epa1r paссчиTьIB€tJIи Mетo.цoм Bjн [l9]. oбъем микpotloр Vmi (см,/r.) оIIроде;IяJIи IIo
Т\,rеTоДy ,{yбининa*PaдIyIIIкеBичa [20]. PaспpедеJIеIIиr lv{ицpoПop пo paЗ}{rpal\{ и BеJIи{lиEy
y.Цельной IIоBерхIIoсти Soгт (#/г) oПpеДеJlяJIи с I{сIIoдЬзоBaIIием DFT.цошoдa [21]' Из
ttFT-кpивoй pu""*,u'uй объем пop Диaп{rTpoм .цо tr шм Сv1н", см3/г) и BrJI}tl{иI{y
IIoBеpХt1oст}! Spгт.о.ов* (м1г), дoстyпнoй десoльвaтиpoBtlIIItьII\{ кaTЕol{aм эJIекТpoJIиTa -
кaTиoIIaL{ тgЦpulэTи€lммollия, иI\{еIощп,r Д{aмrТp 0,68 нм. Taк;ке pасстIитьIBaJIIt доJIи
}IrзoIIop V./Vz, h{I,rкpoпop V'iiV> и дoдIо l]op,ци:lмсTpoм,цo 1 нм Vt"м/Vr.
Электpoдьl llЗгoТaBJIиB€lJIи B вr.1де таблетoк o.штнаковой мaссЬl (-8-1 5 ьrг)
IIрессoBаItиеl\{ (.5 МПa) смеси обpaзЦa (AУ или AУ.К) (85 % мaс.) с сaжей (5 o/oмac') ll
пoJII{BиниJIи,ценфтopидом B кaчrсTве сBязylощeгo 0a % мaс.). Электрхимllчеcкие
измеpеI{ия IIpoBoДI,LuLl B ДBy'(эJIекTpo.цной ячeйке, яBJUIющейся trpoTоTиIIом IIрoмьIIIIJIеrrIro
BьIIIycкarМьD( I,Iotlистopoв. Ячейкa собиpaется B геpмеТI{tIIIoм кopпyс€ и сoсToит }Iз
ToкоПo,цBoдящ{х стсpжней, ДB}x и,цrI{тиIIнЬIx yгJIrpo.цI{ЬГх эЛек1poДoB и пopистой
МембpalrьI мeжlty ними. Элекpолит - 1,5 М paствоp тещaфтоpбоpaТa тrTpaэTиЛ'lммoIIия B
aцeтoIIltTpиJIе, котоpьй нaибодее IIIцроко исIlojiЬЗyется B IIpoмЬIIIIJIеIIньD( ионисTop€lх.
Cбоpкy яllеrк oоyщrстBJIяJIll в aтмосфере apгol.Ia в боксе Дlrя искrпоченrлЯ ПoПaДaНИЯ B
эЛекTpoлIlT кисJlopo.цa и Bo.цЬl. Электpoxимияеские исIIьIT€IIIия' Bклroч€lющие
цI{кJIичесIЦ/ю BoJIьТaмIIеpol{ETpIrЮ и гtшIьв€lностaTичrскor цикJIиpoBtlI{иr' пpoBo'цIilIи B
.циаIlaЗoнr ншryяrкeтшй }-3 B нa пpибopе Arbin.BT2000.
148
Пpи измеpении MеToДoп,{ циюшa.rеской B0Jlьт.iмIIrpoI\,{еTриI]r еj\{кость ts ]lrpеоЧетr Ila
oдиIJ Э.IIектрoд{ oIrpе,ЦеJIlI"Iiи riо фоpпt;,ле С _ 2.i/v.m, гДе С, _ емкoсть, Ф/г; l ток, мA; t, .
скoрс)сТь скaI{иpoB.tIIия' ьrB/c; m _ Ь|acсa эJTrкTpo.цa, г. Пpи гaлЬBarroсTaTичrскplХ
иЗN{еpеIIиях еMкOстъ B IIеpесчеTr нa o.цi,tJ1 ЭJIrкTpoд oIIреДеЛяли по фоpмуле С : 2i.(т2 - т
|/(Liу{J2)'m, где С - емкoсTЬ' Фlг i - ток, мA; \2ут T1 * BpеlлЯ oкoнтtaм:r4я |4нaЧar.ia paзрЯ.цa>
c; LI1 тl. U2 - IlanpЯ"l\<еIlиr }IaчaJIa }t oкoнчaния paзpя.ца" мB; m - fr4aссa эЛекTpoдa, г.
Bелитинy ф oпpеде;iяли с }ЧrТoМ oмичrских пoТrрь t{eIIрDI(еItия. Удельн}то ЭIiеpГиIo
КflЭC рaсс.rиТЬIвaци пo фopмуле E:Сp1 - IJ2]1i8m, гдс С'- rMкoсTЬ' фlr: tll И U-z _
}laIIpяжеRие нaча-rIa и oкoнЧ€iния рaЗряДa, мB:' nз *- мaссa эЛекТpo,цa' г. Удельнyrо
il{oщнoсTь paссчитьiB€lJIи пo фopмyл e P : E/ (т 2 -т } ) .
Pезl''rьтaтьl и o6сyrrсдение
trlсходньй бypьй yтоль o6-пaдaет низкой y.Цельной Пoвrpxнoстьтo (Sввт-8 .,l'1.Пp'
п(].l\ чеtIии oбpaзца AУ нагpевaниrМ угJI,I при 800 oC it ч) нaбrподается небодьluое
ГазBIlТ!1е поpистой сТp)'кTypЬI (вoзрaстaние IIOBеpХI{осTи дo Sg51:123 м2lr),
обvсловленнor' веp|)ЯTI]o' praкЦияМi4 с Гaзa.lv'и Tspl4о.цесTрyкции yгЛя. С}ъгмapньrй объем
пop в AУ I{евелик и сOсTaBJIЯеT vЕ:0,14 см,/г. Бо-o",ш* .'onoo*n"i i0'5зV:) всеx поp в AУ
сoсTaBЛяюT МaкpoпOpЬI; .ц0Л1.{ ldикpoпoр I]i МrЗоПoр близки и ПpPlt4ерir0 B .цвa рaзa I{ихtе,
nopьI ДиaJ\,{еТpом Дo l I]М IIpaкTIтtIескtr{ нr обpазутотся {тaблищa).
Taблицa. Пoристость эЛекTpo,цньiх I\{aтеpIdаЛoB AУ и сеpии AУ-К
Шapavетp Мaтеpиал
AУ L4Ъ..щц4AУ-К(0'5i AУ.К(0'8} AУ-Кr1"0)
12З 664 1212 1з48 1706
Spр1, l r . i г 515 1 356 1,111 1680
SDFт.о ья*,', М,/г 63 406 465 s38 i77
V:. см,/г 0 .14 {\ 14 4,74 0,88 0.99
V*1' см,/г 0,03 0 ) 5 0.41 0.48 4"71
V*;,Д/r 0,22 4.74 0.55 0.55 rJ . tz
V.., спд,A- 0.035 0,064 0.з0 0.з5 0,28
v*"/v n 1 ( 0.19 0"40 0.40 0,28
Vt**' см,/г 0,007 0"13 0.35 0.з6 0.40
Vr*"/V:, 0.05 0,38 0.48 0.40 0.4i
oбpаз1эоlдиеся tlpи тrpМoJlизе с Кo}t il{aTеpиaЛЬ] сеpии АУ-К oблaдzuот более
paзBиToй Il()BеpхttoОТьi0 и бодьlшим объемом поp. С рoсToI{ сooTIIoшrния КoH/r'тoдь
BrJтичи}Ia удельной IIoBеpxIiocTи BoЗpaсTaеT в 1.4 paз.(от |2З м2/г дo Пa6м2lr) (pис. 1,
липия l)" a сyr'шapньй объеМ tlop *
P 7 pu' (от 0,И смз/г до 0,99 см3/г), a oбъеN{ *,np"*op
\'BеJIIdчиBaеTcя в 24 paзa (от 0,03 см./г дo 0,7l смj/г). B обpaзпaх сеpии АУ-К *unро.'оp'
tlтсуTсTB}.ЮT Либo их ДоJUI Мa]Ia (до 0,07).
floля поp ДиaмеTpoм до 1 нм .цосTaToЧIrо BьIcoкa (0,38_0,48). Toгдa кaк y обpазцa AУ
.,;! ilорьi IIpaкTичrски OTсyTстByloT ffr"*/Vr {0,05).
}. o6paзцов серии AУ-К нa]\4нoгo сиЛьI{ее paзBI,I'гa LfикpoIIоpисTaя сTp}кTyрa (pвc.2;'
...i1u;g\{ PaспpеДrлеI{Iiе N{икpoпop пo paз}IерaМ сущесTBеIrIro зaBисr4T оT сooтI{oIIIеI{ия
Rt . - i-;я oбpaзцa AУ.к(0'2) нaибoльцrее чисJIo IIoр иI\{еrT .ци€lМеTp oкoJ]o 1 шм, a .ласло
;itlp -lн&r:сllrO\{ ]о 0.7 ЕI},{ и бoЛЬ1ше 1,5 нм - IlttМнoгo h{rI{ЬlIIе. oбpaзцьr, ПoЛyТeIrIIьIе IIри
Ri.il,0.-i Г: (\taТерI{а,тIьr AУ.К(0,5) и AУ-К(l,0)), xapaктеpи.1,оi"" сyпIrcтBеIIIro бoJIъr
paзвитoй сltстеrtой flop.цo 0,7 нм и знaЧиТеЛьIIо больпrим ЧI{сJIol4 IIop ДI{aмeтроьl )1,2 нм.
t49
Бьшo сделarro ЦpеlЕrолoжrнllе, чTO сTоJIь pЕlзите.lIЬIIьIе измеI{еIII{я xapaк.Irpистик
IIopисToй cтpyктypьI IIpи BapьI,IpoBaпии сooTlIоIIIеIt}tя Кo}Vyгorь силЬIto oTр€lзяTся нa
хaрaкTеpистикЕlx 3TI1D( IuaTеpи€lJIoB кaк электpoдoв .цnя к'цЭс.
з 2
t .'.в
i 'u
Е 1.4
3 t.z
* o.вЕ
g 06
Е. 0.4
Eo zд
Е 0
1 . ; -' =
o
0.8 Ё
;
0.6 .=
0 з ;
0.2
'1800
ч
,1600
Ъ- .,qoo
ts
I 1200т
Ё 1000
o
8 вoо
Е 600т
.t 4ooФ
* аoo
o o.2 0.4 0.6 0.8 1
cooтт{oшglиё ц] e'p]Ь/yгoIь' г/г
Рпс. 1. Зaвисимoсти y,цельной
нoсTи уt oбъeмoв
сooTIloIIIеIIи'I Кo}Vvголь
0 0.5 1 1.5 2
диaмeтp пop' нм
2. Paспpе.Целение микpollop
paзмеpal{ (мeгод DFТ)
1 .2
пoBepx- Pис.
гIop oT
oбpaзец AУ окaзадся HеIIpигoдЕIЬIм B кaЧестBe эJIекTpoдoB кДЭс B сиJty низкoй
емкoсTи (CS5 Ф/г) и IIнтeнсивI{oгo IIpоTекaIrия BToрI{.IIrЬD( pеaкший щlи нe6orrьшом
н€шlpfll(eнI,Iи (Usl B). ,{aльнейlпие изМеpениll BьIIIoлненьI ToJIЬкo нa обpазцaх сеpии
AУ-к.
Ha pпс. 3 изoбpaжeньI гarlьBaнoстaтиЧескrtе IФиBыr зapядa.pшpя.цa кoII/ценсaToрoв с
эJIекц)o.цIIьIми мaTepи€шtlми сrp}rи AУ-к. [.тrя всех oбpaзцoв нaбrшoдaемьrs зztвиси}{oсTи
близки к rrинейяьцl. Этo свидетелЬсTByeT o том' чTo oснoB}IьIм цpoцессoм IIaкoIIЛеItи'I
эIleprии ЯF.ЛЯe"raЯ элекгpoсофция; BTориIIIIьIе oIоlсJIиTeJIЬнo.BoсстaEoBиTеJIЬЕьIe р€alщшr
(обьгтrтo,пpoшпяlоп1иеся к.lк oткJIоIIeни,I oт линейнoсти) нe идекгифицдpyIoтся' тo есTъ
ячейlш с L{aтepfiaJlaми AУ-К paботшoт кaк эJlrl(Тpоx}rмичeск[lе кoндrнсaтopьI. B сеpии
AУ.К мaтеpиал AУ.К(0,2) пpoшляет нaибoлеe peзкoе сIIи)кениr нaJIpfiкrllиll пpи paзpяде
фиc' 3, ;лlния l); чTo сBe.цеTеJIьствyeT o eгo бoлее низкoй емкocTи IIo сpaBIIeЕию с
oстaJIьньII{и oфaзцaми. B pехсrмe 3ФЯДa заBисимoсTи дlя oбpaзцoв AУ-к(0,5) и AУ.
К(1'0) Чprг'жнескI{ сoBIIa,ц€шoт в oбпaсти низKI{x нaщlяжений (Us1,25 B), нo отлинarотоя
щи бoлее BьIсoкиx нatц)яrкеIrшlх (U=l'25...3 B). Бoлее бысщьй poст HaIIpюI(rнIrя дJIя
обpaзцa AУ-к(0,5) yказьrваeт' BepoятIIo' I{a Boзpaст€llощее сoпpoп{BJIе}Iие I{ElкoплrIIию
I(oIloB B двойrroм эЛекTplт.lескoм слoe.
3
2.5
Pпс. 3. ГaпьвaIrостaтическиr зaBI{сиМoстI,I 3aрЯ-
Дa-paзpЯДa КДЭC с бypoyrошвъшrи
эJIeкТpодIrЬIми мaТеp}I€lл€ll{П: 1 _ мaтеpп.
ал AУ.К(0,2); 2 - AУ-К(0,5); 3 _ AУ-
К(1'0). Гpавимrгpитеская IUroтнoсTЬ
токa 200 мAlг.
Ф "
(,
s
ff r.s
Gg r
бт
u.)
i 50
Paзли,тptя B IIoвеДеtIии МaTrpиaлoB кoн.цеIIсaToрa бoлее I{aГЛЯдIlо илЛIосТpI4pyIoTкр}rвьIе цикrrическoй BoлЬTaМIIеpoN{еTрии фис. 4). HaблюдIaeмьIе ЗI{aчеI{ия еМкoсTиoбpaзцoв ytsеЛичиBaюТся с рoсToм кoJIичесTBa IЦеJIo1Iи I{a сTадиI.I lioлrrеIrия I\,IaTrpI{€шa.Мaтщиa,т AУ-к(1,0) пpoявJUIеT n,faкс'имaJIЬЕг}.Iо еМкoсTЬ (C=100 Ф/г) и .цocTaT.rшIo
устойvив в oблaсти стaбильности эЛrкTрoЛиTa ({Jsз B). B облaсти |,з_.7,5B нa кpивойвoльтah,IIIеpoМeТp|ILI нaблодaется лoк€lJlьIIoе }ъелиЧе}Iие lмкoсТи' сBяЗaI{Iloе сIlрoтекa}'ием BТopиEIIlьIx pеaкций. Эти pеaкции Bе.цyT к ПoявJIrIIию вlЮpl{чI{ьIх гIpoДyкToв,кoтopЬre oбьl.пlo BьtЗьIB.lIoт IIоBьIIIIеIiие сoПpoTI,IBJIеItиlI и }xyДIIJaIoт свoйствa элекTpo.цaпpи бo.rьrпoм числе ЦикJIоB.
Это мoжет бьlть вьrзвaнo пpедrльI{ЬIМ
N{aТеpиa.Ia иo}IaМи пpи U-+3B [11]. oбpaзец
Iiaи\{еt{ее pезкoе Пa/drlrие :c,aПpЯ)KeIILIЯ вo Bоем
нaибoльrш1то lpaBиМеТрическyЮ rМкoсTЬ.
0 0.5 l l . . i 2 2.5 з
l-{aпpяжeние, B
Рис. 4' I.{икли.rеские BoльT€l}{шrpo-|paмМьl
обpaзцoв AУ.к(0,2) (1), AУ.к(0,5)
{2) и AУ-К(i,0) (3) (скоpoсть
paзвеpTки 5 мB/с)
ЗaIIoлЕеI{иеМ lloвеpхЦoсти ЭлекlpoДIloго
AУ-к(1'0) .цемolrстpиРyеT IIpи pазpя.це
иI{теpBaпе (0*3 B). а ЗЕallиТ' IIpояBJI,IеT
Е l п
s "
g -ro
>
_Lv
l.rj
-30
1 5 0
t00
* s 0
дl - u
Е .50
IU
-100
- I5с )
0 0.5 t l .s 2 2.5 3
Haпpяжeние, B
Рис. 5. I-{ишrиvеокие BoJIьТаМIIеpo.гр€lN{МьI
обpaзцoв AУ-к(0,2) (t), AУ-К(0'5)
a и AУ-К(1,0) (3) (окоpoстi
paзBеpтки 5 мBiс)
.{ля мaтсpиa'тa AУ.К(0,5) нaблrодaется эффект сyщeсTBеIIIIoгo ПaдеIlиll еl{кoсTи BобJraсTи нaпpяrкений 1,5*3,0B (trlиc. 4, литlия 2), aналогичвьй otIисaIrIIомy .цлЯЭЛекTрo.цoB, тIOлyЧеIIIIЬIХ TермoJ!изом мезoфaзногo пrкa с кoн [11]. Этoт *",,фф;;;BьI3ьIBaеT pезкoе BoЗpaстaIrиr IIaПряхtеI{иЯ Ila г:LrьBаIroстaтическoй кpивой 1pи". з,линтlя2), связaн с нaсьIщеIIие}r IIoBrрxнoсTи и0Цaми пpи пpиближrнии к Iv{aксиМaJIЬIloвoзI,{o)кнol\,ty н'lllpfiкeнитo дJilI ,ц€lЕIloгo элекТрoлиTa (з B) и нaблюДaетоя .цЛ,I мaTериаЛoBс пpеоблaдaн!rе]\l IIoр ДиzllvrеТpoМ ло l нм [11].
Ha pис. 5 пpиведеньr кpиBЬIе циrотиvеской.вoЛЬT€lп{Ilеp0меТpиl,l, paссчиTa}IIlЬIе I{arДиIrlrцy досryпной пOBep)шосTи (" мкФ/см2), Тo
"",i
noйp*.,o",', дoстytrнoйIlесoJIьBaTиpoB€ltlIIЬIM кaTиoнaм TrTptDTи'tММoIrи'I .циtlМетром 0,68 нм. По ,,'' дЬ,,"*мaксим.UIЬIIyю емкoстъ пpoяBlшlrT oбpазец AУ-К(0,5), ,,J 'o,uкo в облaоти ,,uop"*.',t
дo 2 B. Этo oзнaчaеT, чтo IIoBrpш{oсть oбpaзцa AУ-к(0,5) нaсьТтцarтся бьrстpее, uтo ияB.:IJlеTcЯ гtpи.шной ПoсJIедyIoщегo пa.ЦеЕIия еil,rкoсTи в иI{теpв€UIе нaпpяжений 2_3 B
фис' 4 ут 5, ли..rтя 2). Эффект IIaсЬIщеI{ия сBЯЗaн о вьtсокoй долeй поp .циa'rеTpol\{ дo l нм
fflпc, 2, lиттия 2) [11]. HaпpoтиB, .цJIя oбpaзua-AУ.К(l,0) тaкой эффeкт не нaблrо'цaется,чTo Мoжнo сBЯзaтЬ с больrпeй дoлей поp бoлее 1 uм фис. 2, n'** i;.
.{пя пpaктичrскI]D( цедей КДЭ0 дoлlltrlЬI oбесгIечиBaTь
"',,,*-",,or
Пa.цеI{иеэllеpгии при }tsеЛичeIIиI{ МoщI{0сти [l]. B чaстности, необходимo, чтoбьI MaTrpиаЛ
151
-
fЛекTpoда исI(.ПсЧaтI pеЗкoе Tтадеттr4е еMкoсТи I]pи }tseЛиЧеIJии гtлoтносTи тoкa. Псr этомv
гiapaметpy ltaиМеIlее IIpиеIt{лrм N{aтеpиaT AУ.к(0,2). .цJI'{ кoTopoГo IIaблIo.цaioTся lIиЗкие
з}IaчeьIиJI емкoсTIl (дo 9 Ф/г), a тaк)ке 9-кpaтное сIIи)I(еIIие еil,{кoсTи IIpи IIoBьIIIIеIIии
гpagиМетpической плoтности Toкa дo,I Nr фис. 6, лияия 1). B тех х<е yолoBиях braTepиilll
AУ-к(t,O) пoкaЗЬIBaеT с)rlцrствrl{нo болeе вьtсoкyrо еМкoсТЬ (дo l00Ф/г) и меrrее
oщyтимoе ее сIIи)I{ение (в 4 pазa). oбpaзец AУ-К(0,5) пpoяBиJI особое свойствo: IloкaзaЦ
нltЗкor сI{иx{еIlиr (в 1,3 paзa) еL,lкOсти llpи yBеJIиЧеIII{и IIЛотнoсти Toкa до 7 A/г. Этс
oтJIичиe п,Io)кrT бьrть связarro c paсIIреДеJIеItием l\,tикрollop lro paзIllеpaм, B чaсTIIoоTIl,
oбpaзеu AУ-к(0,5) oблaдaет нaименьшrей.цoлей пop ДI,Ia},1eТpo1\,1 более 1 rш фис. 2).
Ha pис. 7 пpиведенЬI диa|paМмьI Paгонa, кoтоpЬIе яBJIяюTоя техничeскoй
хapaктrpистикoй К,{ЭС, }iсIloЛЬз}тoщих BьIс0копoристьlr yглерo,цIIЬIr МaтериaпьI [1]. Чем
BьIII]е yдеЛЬнaя эIrеpгия при той хtе мotцfioоти, тrм эффективнee paботa кДЭС.
Бypоyтoльньrе I\{aTеpl{алЬI' ПоЛyтrннЬIе гlpl{ сooтнoIшеIIиI,l Кo}l/yго;rь >0,5 г/г,
[oкaзьIB€lIoТ техIlI4тlесI(и I]pиемлеМoе cltи}ке}lие энеpгии IIpи yBеJlичrI{ии м()щн0сти
yстpoЙствa.
124 100
100
80
60
Г*AУ-К,oэjl l
] + A y - К ( 0 ' 5 ) l
ts
=ш
тР
m
Е
Ф-
б
Ф
l
0
0
Пrютнoсть тoка, А,/г
Pшс. 6. 3aвисимoсти емКoсTи oT гpaBI{мrT-
pическoй ILчоТIIосTи Toкa .цJIя
сlбpазцов AУ-К(0'2), AУ-К(0,5) и
AУ-к (l,0).
Удeльнaя мoщнoсть' Bт/кг
Рце.7.,{иaгрaмпrьr Paгoнa дЛя ко}IдеII-
сaTopoB с эnекTрo.цI{ьIми Мaтrpиa-
лaми AУ-К(0,2), AУ-к(0'5) и AУ-К
(1,0)
Bьrво.цьr
Мaтеpиaльr, поJIучеIIньIе т€pМoлизolvr (800 oс, lu) Aшексaндpийскoго б1'pогo yгn'I с
ги.цpоксидoM кtlJIия (соотtl.ошrение КoH/1толь RKgц:0,5-1,0 г/г), oблaдarот
yДoBЛeTBoриTrЛЬIIЬtN4и ЭJIекТрo.ц]rЬIми хapaктерIrсT}lкt}МIi .цJUI кol{дrl{сaTopoB с 'цвойньlм
ЭЛекщичrскиM cЛoеМ с opгаIlическиМ эЛeкTрoлIrтом" oни yсTойtIиBo paботarот Bo всеМ
ДиallaЗoнr (ло -3 B) стaбильносTI{ эЛеItтpoIIИTa _ тетpaф.гоpбоpaТa ТеТp{tэTиЛaМмollи;l B
aЦеToliиTpилr.
Мaтеpиал, полуrеrrньrй пpи Rц9t1:1,0 г/г oблa,цaет I\4;tкс!lМаJIьнoй гpaвимещической
еМкoстЬ]о (100 Ф/г). oбpазец, полyrенrrый гIри Rкoн:0'5 г/г. хapaктepиЗyеTся
ми}tиh,I€lJIЬIIьIм пa,цеI{иеМ еМкoсTи IIри }ъеJIитеI{ии гpaви}4стpивескoй IIлотIIoсTи Toкa.
Paзличия B пoBеде}Iии oбpазцoв oбyсловленьr paзJIиIIиеМ B paсПpr.цеJiеtlии n,rикpollop шо
pa3Меpaм.
Aвтopьl BЬIp€DкaIот глyбокyтo IIpиЗнaTеЛЬIlость сoTpy.цникy Инстиryтa сopбuии и
пpоблем эI1цоэкoЛогии }IAН Укpaиньl Цьlбе H.H. зa prгисTpaциIo иЗoTrpМ aдсopбции
aзoтa обpaзц€lп,{и aкТиBирoванrrьrx yглей.
152
БA).к(q3l
Jlrтеplц рr
1. (. : .дзr i}.Е. Еlесtroсhеmiсal supеrсapaсitors - sсientifiс fundarnеntals and tесhnоJоgiсal
.::i..!а[iLrn5' . N.Y': Kluwеr Асad., Plеnum. _ 698 р.
] i:.}ссi trl.porе sizе arrd surfaсе arеa of сarbitlе dеiivеd саrbons оn sресifiс сapaоitаnсе /... t. irniola. G. Yushin, R. Dash, Y. Gоgоtsi l l Pawer Sоurсеs. -2006. - v. 158. -Ns 1. -; ) - ^ < 1 1 4
j i hе advanсеd сarЬidе-dегivеd сarbоn basеd suреrсaрaсitоr / Nt' Aгulерp" J. Lеis' М. Latt,
Г. Мiliег. K. Runrma, Е. Lust, A.F. Burkе // Pоrvеr Ьou,"*,. - zооо. - V. 162, .}ib 2. _ P.1460 * 1466.
.1. lnfltlеnсе о| porе struсturе and sur1aое сhеmistry оn еlесtriс dоublе lа"vеr сapaсitanсе innOn*аquеous еleсtrоlytе / Г). Losaцo-Сastеllo, D. Сazorta.Amoros! A. LinЬs.Sоlanо,
S. Shirзisi l i. H. Kuriharа. A. Оya ll СalЬon. - 2003. _ v" 4i. - Р. 1765 - 1775'
5, Г.rерaгation and еlеg rосhemiеal рrоpеrtiеs оf pitсh-basеtl aсtivaiеd сartэоn aеrogеls /\- Zеng. D. W* R. Fu' Н. Lai' J, b-u ll Еlесirосhiшiсa Aсta' _ 2008. * v. 53. * P.5 - i i - _ s 7 1 5 .
6. ( ompеtitvе еffесt оf KОН aсtivatiоn оn thе еiесtгосhеnriсal реrfbпnanоеs оf сarbоnnatiоtubеs fоr ЕDLС: baiаnсе bеfwееn pоrо$tу and сonduсtivlty r в Хu, F, Wu. Y. Su,G' Gaо, S. Сhеn" Z. 7.,h,ott, Y. Yang /l ЕiЬсtгосhiшiсa Aсй. - 2008. - v. 5З. *P. 77з0 - 7.Iз5.
7. Charaсtеrizatianоf pistaсtrriо shеil-dеrivеd сarborls асtivatеd by a соmbinatiоlr оf KoFi andCО2 fоr doublе.laуеr сapaсitоrs l С.-С,'r^ч
tс rvalrg, г.-с". wu, к.-l,. Тsеng 'Е]есtrосhimiсa Aсta" - 2aa7, _ Y, 52. _ P" 2498 t 2505.
8. Anоmaiоus ilсrеasе in сатbоn сapaсitаnсе at pOrr sizсs !еss than 1 nanоm aler l J.Chmiоla,G. Yushin. Y. Gоgоtsi" С. Роltеt. Р. Siraоn, Р"L. ТaЬе*a ii Sсiеnое. _ 2tj06. * v. з13.P . 1 7 6 0 , - 1 7 6 3 .
9. Еlесtroсhеmiоai еnrrgу storagr in огdеrесi poгous carЬоn matеrials l С. Yiх-Gutеrl,Е. Fraсkоvriak, K. Jurcviсz, М. Fгiеbе, J. Parmеntiеr, F' B;;l;.iz с*ьon. -- 2ОО4' -Y.42. -P" 1293_13(j2.
i0. Aсtjvatiоn оf raw рitсh соkе rvith аlkaii hyсlrохidе to рrgрarr lrigh;эеrfоrrnanсе сaтirоn tbrеlесrгiс dоublr iayеr сapaсitor / S. Мiиni, S..i. Lее,
.s
-il. у""i, ft. Kоrai, l" Mосhida /lРоwеr Sot-шсеs. * 2aФ4. _ Vоl. 133' - P. 298 - 30I.
1 i " Мysуk R., Raynrunо-Рin9rо Е., Bеgu,in F. Sat.urarion оf suЬnалоmеtеr pоrеs in an еjесtriс
-^ dоu'nlеJауегоapaсitоr//Еlесtroсhеnr. Соmmun' *2a09.*v. tl"-Р.554.556.
i2. Тaмapкинa Ю.B. Конвещия A.тrексaццpийсксlго 6ypого yгJUI B адсоpбентьI B yсЛo,ияxxимическоЙ aкTиBaции llУтлехим. ж}p. - 2005. -.]\{! 5*6. _ C. з2 _ 36.',
*T"д11i^Р:ж: уI1:"",." aктиBировal{'ньшt бyрьlм yглем i J{.F{' }.1сaевц
З*Г;::::.:}.Y:P:"Зy.:':"вa, .{"B. Б-"-:uy, Р i* кй;;;;* Тi I,l-;;;;- ; ffi:;
Г 1 1 - : 1 . ' 1
V . L L L - l L I .
Pix,"Д:;Т-ьк.
нaцioнaпьн. ТехIl" l.tт-тy. Хiмiя i хiмiйa 'Ь'"o,Ь.ь.' -,оW'';;'a;;i.\
14..,{цсоpбция фенолa ah.TиRIlьIМи уТляB{и, IIojij/чrнIlЬIмII Терa'oлIlзoм бyрого yГJIя сгIrfipoКсИ/*td к.ulъ'я / Л.Н. kIсaевa" IО.B. Taмapкина, ,{.B, Ёou*, Ю.I}'-КyrерЬгIко /i
- - Ж1pн.-си6иp. федеpшr' y}r.тa. Химъlя' -2cОg'* t.э, л'nl..'_ с.zi..зz.
15. АдсоpбциоIII{ЬI€ свoйствa yглер'д{нЬiх lfaTrpиarтoB, I]ол!чrI{ньгХ тeр]\tФJlttЗс,п4 бypогоyГля B IIpис}:гсТBиI-! гIr,цpoксиДoB щеЛoЧllЬIx lr{еTa,rlлoB z rо.в. TамарЬнa,jl^A. Мaсловa, Т.B.
}16aровa, B.A. Кyuерrнкa //)Куpн.Ilpи!{JI. ХиМии. - 2008. _ T. 81,BьIп . 7 . _ С . l08B - 1091.
16. Свойствa aдсopбентов' II.л}ЧеI'FIьIх щелоuной aктивaцией Aлексaндрийокого б3poгоyгля i Ю.B' Тaмаpки.на, B.Г. Колобpодов, Т.Г. [Шенщrик, в.н. ку,.p. tlкo ll Химут,твеpд. Тol]']rиъa' - 2Оa9. - Ns 4' - С. 46*50.
17. Aдсopбция Boдopoдa и ксrЕоIIa EttЕоIIФистьIми МaTeplraЛaми из бypoгo уТI|я i
T.Г. tIIенлpи*' в.г,Ъo,oоpoJloв' iО.B. Tамapкинц B.A. Куrеpенко i/ Bодоpо,цное
N{aтrpиaJroвrдеEие и хтуIr4я yгЛеpодgьIx ,u'o'u'"p"*oв: Tез. дошr. ХI Меxtдyнap.
;;;Ь:.GCнМi'zооя1. _ Кпев: AHЕIJ. _ 2009. _ с. 638_6з9.
18. Bгцnauеr s.' вmmj p.н., T"lt", Е. Adsоrрtiоn оf gзsеs in mцltimolесulаr layers // J'
Amеr. Chеm. Sос. - 1938. - v. 60. _ Ns 2. _ P. 309-319.
19' Bаrrеt Е.P., Jореr
-r.ё',
н*r."сa PP. Тhr dеtеrrninatiоn оf porе volumе шtd аrеa
distributions in pоrоus й,t*o,. I. Computations frоm nitrogеn isothеrms // J. Amеr.
Chеm. Soс. _ 1951. _v' 13._ P' 373-380
20. й;а;;* M.М., Рaдytшкевич-Л.B. ,L:9noo",
об ypaвнснии xapaктеpисTЕllеокои
кpивoй o* u*,*u"ui,уn"м ttДgч AЧ CсiP' - 194,1._ T.55, Ns 4. . с.331_з34.
2l.Ravikоvitсh р.t., шеima,к н.v. пеnsiry funсtional thеоry rnodеl оf adsоrption on
amо rphousаndm i с r оpo rоu s s i l i с ama tе r i a l s / / L angmu i т . - 2О06 ' _V ' 22 .
Р. 11171 -11l ' '19.
сIIEIVIIсALLYAсTIVAтЕDBRowNсoALsAsЕLЕсTRoDЕsFoR
сUPЕRсAРAсITORS WITII oRGANIс ЕLE'сTROLYTЕ
Y.Y. Tamarkiпa, RD. МуsуЬ V.A. Kughеу-1kо, T.G. Shеndrik
L'M' Litуiупеnko Institutе of P|tуsicаl-Оrianic and Сoаl Сhеmistry' Nаtionаl Аcаdеmу oJ
s,i,iе, i1uЬайе, R.Ltлсimburg St, 70, 83l14, Donеtsk
With а liеw of drsigning novеl matеriаls for еlеctriс doublе lауеr саРасitors, аctivаtеd
саrbow prеpаrеd ьу ilii"fr,;is ф Аkхtindri" ь,"i","аJ ууith KoH аt.уаrious KОH/сoаl
rаtios (Rу6n:0,2-1'0 iiЫ i;. stidied. 'Mаtеriаls
produсеd, аt Rуц1fl,5 g/g wеre shoууn to
hаvе sаtiфсto,у еtecЬ7dе сhаrаctеristiс, i" o'gotr't"-b":|!.::I::у::туithin thе elеctrolуtе
vоltаgе windorу o"oo,iйi*й,oio'* tetrфuoroborоtе, voltаgеs up 4 n. h ууаs еstоblishеd
thаt thе mмiшuп grаvimеtriс cаpасitаnсе.-i i't,1ьit"а"bу Ihе matеriql prеpоrеd аt
Rкoн:lg/g. Т1*
"o*iГu'.pt,e'Ьa
ot ry,у:о,s в/в dчm2nsу*:! у.minimum
capаcitаnсе
logs on ittсreоsing tьi iufunt dепsiф' iix",,n,i,Ъ the bеhgvior of sаmplеs wеrе ехplаiпеd
bу diffеrеnt portions of porеs lеss thаrl l nm in diаmеtеr-
хIMIЧIIOAкTIIBоBAIIЕ,БУPEB}TIлJIяякэЛЕктPo.щиДIlя
супвpкoйГнiдтоprвзOPгAIIIЧEI!ШVIEЛEкТPOЛITOм
К}.B. Taмapкiпa, P..{. lVIпспк, B.o. Кyrеpепко, T.Г. шIендpiк
Iнсttlumуmфb";;:;;;;;-:.*'',;:i;::#''#;,3:*#r,енкаHАHУкpаIнu,
ЗмеmoюcmвоpеIrняeлекmpodнlммаmеpiалiвdьякoнdенcаrnopiвnodвiЙнozo
е]Iекrnlruчнozo u|сIpу вuвчеILo акmuвОва|lе вуziltля, odеpэюане mеpмaлiзoм (800 oС, 1 zod)
'
буpozo вуziлля o","Ьiipiаcькozo podiвuща 1Укpаtнф .з
eiDpoкcttdoм калiю .npu
ваpiюваннi
"nt,,iо"ii,,i"i
КОII/вуzйlя (Rкoн:0,2...1,0 z/z). Iloкaзанo, щo мс'mеp|сlлu'
ornpt lманinpuRкoн>-0,5Jе,маюmьзаdoвiльнieлекmpodнiхаpaкInеpuсmuкunpu
вuкopucmаt|t l iвкoнdeнcаmopсpсзopzанiutt t lлаелeкmpoлimo*tfnacmсЦot|pацююm?в
diаnазoнi (do -3 B) cmа1iльнicrti елeкmpoлimу _ mеmpафпoфopamу mеmpаеmuДсI]||oн11o в
ацеmoнfunpuлi.Bcmанoвлe||o,щow,'с|кcuмсIrh|rуzpавiмеmpuuнуeмнicmь(I00Фlz)noксr,ус
llаmеpiал, o*pu'o'ii. ipi n*oo:l,' z/e,. Йнiа,tаlънe nаdiння еl"lнoсmi З poсmo^4
zpавiarcmpuwюt zусmшм |||oI<у npoявля" ,pЬo*, omptlманuй npu Raц1:0, е/z. Bidмiннocmi
у noвеdiнцi зpаз*iв noя""",o pi'йoo doлею пop diамеmpoм do I нм.
154
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-372 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Russian |
| last_indexed | 2026-03-12T17:10:41Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/d0/caf3ca154f73a357db899b4a533778d0.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-3722018-11-27T09:39:36Z Chemically activated brown coals as electrodes for cupercapacitors with organic electrolyte Химически активированные бурые угли как электроды для супер¬конденсаторов с органическим электролитом Хімічно активоване буре вугілля як електроди для суперконденсаторів з органічним електролітом Tamarkina, Y. V. Mysyk, R. D. Kucherenko, V. A. Shendrik, T. G. With a view of designing novel materials for electric double layer capacitors, activated carbons prepared by thermolysis of Alexandriya brown coal with KOH at various KOH/coal ratios (RКОН -0,2-1,0 g/g) were studied. Materials produced at RКОН &gt;0,5 g/g were shown to have satisfactory electrode characteristics in organic-based capacitors within the electrolyte voltage window (tetraethylammonium tetrqfluoroborate, voltages up ~3 V). It was established that the maximum gravimetric capacitance is exhibited by the material prepared at RКОН =1 g/g- The sample prepared at RКОН =0,5 g/g demonstrated the minimum capacitance loss on increasing the current density. Differences in the behavior of samples were explained by different portions of pores less than 1 nm in diameter. С целью создания электродных материалов для конденсаторов с двойным электрическим слоем изучены активированные угли, полученные термолизом (800°С, 1ч) бурого угля Александрийского месторождения (Украина) с гидроксидом калия при варьировании соотношения КОН/уголъ (RКОН=0,2...1,0 г/г). Показано, что материалы, полученные при RКОН&gt;0,5 г/г, обладают удовлетворительными электродными характеристиками при использовании в конденсаторах с органическим электролитом и устойчиво работают в диапазоне (до ~3 В) стабильности электролита — тетрафторбората тетраэтиламмония в ацетонитриле. Установлено, что максимальной гравиметрической емкостью (100 Ф/г) обладает материал, полученный при RКОН =1,0 г/г. Минимальное Падение емкости с ростом гравиметрической плотности тока проявляет образец, полученный при RКОН=0,5 &nbsp;г/г. Различия в поведении образцов объяснены разной долей пор диаметром до 1 нм. З метою створення електродних матеріалів для конденсаторів подвійного електричного шару вивчено активоване вугілля, одержане термолізом (800 °С, 1 год) бурого вугілля Олександрійського родовища (Україна) з гідроксидом калію при варіюванні співвідношення КОН/вугілля (RКОН=0,2...1,0 г/г). Показано, що матеріали, отримані при RКОН&gt;0,5 г/г, мають задовільні електродні характеристики при використанні в конденсаторах з органічним електролітом та стало працюють в діапазоні (до ~3 В) стабільності електроліту - тетрафторборату тетраетиламонію в ацетонітрилі. Встановлено, що максимальну гравіметричну ємність (100 Ф/г) показує матеріал, отриманий при RКОН =1,0 г/г. Мінімальне падіння ємності з ростом гравіметричної густини току проявляє зразок, отриманий при RКОН =0, г/г. Відмінності у поведінці зразків пояснено різною долею пор діаметром до 1 нм. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2009-08-09 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/372 Surface; No. 1(16) (2009): Surface; 147-154 Поверхность; № 1(16) (2009): Поверхность; 147-154 Поверхня; № 1(16) (2009): Поверхня; 147-154 3154-8091 3154-8083 ru https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/372/369 Авторське право (c) 2009 Y.V. Tamarkina, R.D. Mysyk, V.A. Kucherenko, T.G. Shendrik |
| spellingShingle | Tamarkina, Y. V. Mysyk, R. D. Kucherenko, V. A. Shendrik, T. G. Хімічно активоване буре вугілля як електроди для суперконденсаторів з органічним електролітом |
| title | Хімічно активоване буре вугілля як електроди для суперконденсаторів з органічним електролітом |
| title_alt | Chemically activated brown coals as electrodes for cupercapacitors with organic electrolyte Химически активированные бурые угли как электроды для супер¬конденсаторов с органическим электролитом |
| title_full | Хімічно активоване буре вугілля як електроди для суперконденсаторів з органічним електролітом |
| title_fullStr | Хімічно активоване буре вугілля як електроди для суперконденсаторів з органічним електролітом |
| title_full_unstemmed | Хімічно активоване буре вугілля як електроди для суперконденсаторів з органічним електролітом |
| title_short | Хімічно активоване буре вугілля як електроди для суперконденсаторів з органічним електролітом |
| title_sort | хімічно активоване буре вугілля як електроди для суперконденсаторів з органічним електролітом |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/372 |
| work_keys_str_mv | AT tamarkinayv chemicallyactivatedbrowncoalsaselectrodesforcupercapacitorswithorganicelectrolyte AT mysykrd chemicallyactivatedbrowncoalsaselectrodesforcupercapacitorswithorganicelectrolyte AT kucherenkova chemicallyactivatedbrowncoalsaselectrodesforcupercapacitorswithorganicelectrolyte AT shendriktg chemicallyactivatedbrowncoalsaselectrodesforcupercapacitorswithorganicelectrolyte AT tamarkinayv himičeskiaktivirovannyeburyeuglikakélektrodydlâsuperkondensatorovsorganičeskimélektrolitom AT mysykrd himičeskiaktivirovannyeburyeuglikakélektrodydlâsuperkondensatorovsorganičeskimélektrolitom AT kucherenkova himičeskiaktivirovannyeburyeuglikakélektrodydlâsuperkondensatorovsorganičeskimélektrolitom AT shendriktg himičeskiaktivirovannyeburyeuglikakélektrodydlâsuperkondensatorovsorganičeskimélektrolitom AT tamarkinayv hímíčnoaktivovaneburevugíllââkelektrodidlâsuperkondensatorívzorganíčnimelektrolítom AT mysykrd hímíčnoaktivovaneburevugíllââkelektrodidlâsuperkondensatorívzorganíčnimelektrolítom AT kucherenkova hímíčnoaktivovaneburevugíllââkelektrodidlâsuperkondensatorívzorganíčnimelektrolítom AT shendriktg hímíčnoaktivovaneburevugíllââkelektrodidlâsuperkondensatorívzorganíčnimelektrolítom |