Видавничий дім «Академперіодика»

Національна академія наук України

Модифікація нанопоруватої структури і поверхні вугільних електродів для використання в системах енергонакопичення

Малєтін Юрій Андрійович —
доктор хімічних наук, член-кореспондент НАН України, завідувач відділу наноструктурних вуглецевих матеріалів для акумулювання енергії Інституту сорбції та проблем ендоекології НАН України
Стрижакова Наталя Григорівна —
кандидат хімічних наук, провідний науковий співробітник відділу наноструктурних вуглецевих матеріалів для акумулювання енергії Інституту сорбції та проблем ендоекології НАН України
Зелінський Сергій Олександрович —
кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник відділу наноструктурних вуглецевих матеріалів для акумулювання енергії Інституту сорбції та проблем ендоекології НАН України
Лисенко Анатолій Олександрович —
молодший науковий співробітник відділу наноструктурних вуглецевих матеріалів для акумулювання енергії Інституту сорбції та проблем ендоекології НАН України

Гоба Валентина Євстафіївна —

молодший науковий співробітник відділу наноструктурних вуглецевих матеріалів для акумулювання енергії Інституту сорбції та проблем ендоекології НАН України

Гоженко Олег Віталійович —

молодший науковий співробітник відділу наноструктурних вуглецевих матеріалів для акумулювання енергії Інституту сорбції та проблем ендоекології НАН України

Малетін Андрій Юрійович —

провідний інженер відділу наноструктурних вуглецевих матеріалів для акумулювання енергії Інституту сорбції та проблем ендоекології НАН України
Andriy Yu. Maletin
Institute for Sorption and Problems of Endoecology of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine

Сторінки: 119-129

DOI: https://doi.org/10.15407/akademperiodyka.444.119

 

Розроблено та оптимізовано метод модифікації нанопоруватої структури і поверхні вугільних матеріалів для електродів суперконденсаторів за допомогою мікрохвильової обробки (МХО). Розглянуто механізми МХО за рахунок діелектричної і Максвел-Вагнерівської поляризації. Показано, що в результаті діелектричної поляризації і різкого збільшення температури в порах, які попередньо насичені реагентами травлення вуглецю (вода, щавлева або мурашина кислоти), може відбуватися виборче травлення пор «зсередини» зі збільшенням їх розміру і, як результат, зі збільшенням до 20% електростатичної ємності суперконденсаторів. Процеси розвинення поруватої структури оптимізовані за часом обробки і за розміром зерен вугільного матеріалу. Показана також можливість модифікації поверхні пор гетероатомами азоту в результаті МХО суміші порошків вугільного матеріалу і меламіну. Ця модифікація дає можливість збільшити робочу напругу суперконденсатора від звичайних 2,7 В до 3,0 В, що ще на 23% збільшує його питому енергію. Додатковими перевагами МХО є істотне скорочення часу обробки (від годин до хвилин) і енерговитрат, а також низький ступінь обгару / втрат вугільного матеріалу (не більше 10%) за рахунок переважного травлення пор «зсередини».