Новый способ получения наноструктурированных композитов на основе пористых углеродных материалов для использования в качестве электродов суперконденсаторов
Т.А. ЛАРИЧЕВ1, Н.М. ФЕДОРОВА1, Ю.А. ЗАХАРОВ1,2, Г.Ю. СИМЕНЮК2, В.М. ПУГАЧЕВ1, В.Г. ДОДОНОВ1, Е.В. КАЧИНА1
1Кемеровский государственный университет, Кемерово, Россия
timlar@kemsu.ru
2Институт углехимии и химического материаловедения Сибирского отделения РАН, Кемерово, Россия
zaharov@kemsu.ru
Ключевые слова: кобальт, оксиды кобальта, азид кобальта, пористый углерод, наноструктурированные композиты, суперконденсаторы, cobalt, cobalt oxides, cobalt azide, porous carbon, nanostructured composites, supercapacitors
Страницы: 639-644
Аннотация
Развитие альтернативной энергетики требует создания высокоэффективной системы хранения/преобразования электроэнергии. Представлен новый подход к решению задачи получения наноструктурированных композитных электродов для суперконденсаторов на основе высокопористых углеродных матриц, который предполагает термическое (медленное или взрывное) разложение нанокристаллов высокоэнергетических соединений, предварительно сформированных в порах матриц. Разработана методика получения композита С/CoN6 с заданным соотношением фаз. Показано, что в зависимости от состава композита и режима нагревания термораспад CoN6 протекает во взрывном или невзрывном режимах. По данным рентгеновской дифрактометрии, продуктом разложения в невзрывном режиме является наноразмерный Co2O3, а во взрывном режиме - наноразмерный металлический кобальт, CoO. Исследование композита С/CoN6 методом МУРР показало, что размеры неоднородностей, формирующихся на углеродной матрице в процессе приготовления композита, составляют 7-10 нм. Исследованы электрохимические свойства полученного нанокомпозитного материала. Показано, что введение оксида кобальта в углеродную матрицу приводит к увеличению сопротивления и возрастанию электрической емкости композитных электродов. Последнее обусловлено псевдоемкостью оксидов кобальта вследствие обратимых окислительно-восстановительных процессов с участием оксидно-гидроксидных фаз кобальта, формирующихся в процессе заряда-разряда ячейки.
DOI: 10.15372/KhUR20170608 |
