Хімічно активоване буре вугілля як електроди для суперконденсаторів з органічним електролітом
Анотація
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>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.
Посилання
Соnway B.E. Electrochemical supercapacitors - scientific fundamentals and technological applications. -N.Y.: Kluwer Acad., Plenum. - 698 p.
Effect of pore size and surface area of carbide derived carbons on specific capacitance / J. Chmiola, G. Yushin, R. Dash, Y. Gogotsi // Power Sources. - 2006. - V. 158. - № 1. - P. 765 - 772.
The advanced carbide-derived carbon based supercapacitor / M, Arulepp, J. Leis, M. Latt, F. Miller, K. Rumma, E. Lust, A.F. Burke // Power Sources. - 2006. — V. 162. -№ 2. - P. 1460- 1466.
Influence of pore structure and surface chemistry on electric double layer capacitance in non-aqueous electrolyte / D. Losano-Castello, D. Cazorla-Amoros, A. Linares-Solano, S. Shiraishi, H. Kurihara, A. Ova // Carbon. — 2003. - V. 41. - P. 1765 - 1775.
Preparation and electrochemical properties of pitch-based activated carbon aerogels / X. Zeng, D. Wu, R. Fu, H. Lai, J. Fu // Electrochimica Acta. - 2008. - V. 53. - P. 5711-5715.
Competitve effect of KOH activation on the electrochemical performances of carbon nanotubes for EDLC: balance between porosity and conductivity / B. Xu, F. Wu, Y. Su, G. Gao, S. Chen, Z. Zhou, Y. Yang // Electrochimica Acta. - 2008. - V. 53. - P. 7730 - 7735.
Characterization of pistachio shell-derived carbons activated by a combination of KOH and CO2 for double-layer capacitors / C.-C. Ни, C.-C. Wang, F.-C. Wu, R.-L. Tseng // Electrochimica Acta. - 2007. - V, 52. - P. 2498 - 2505.
Anomalous increase in carbon capacitance at pore sizes less than 1 nanometer / J. Chmiola, G. Yushin, Y. Gogotsi. C. Portet, P. Simon, P.L. Tabema // Science. - 2006. - V. 313. - P. 1760- 1763.
Electrochemical energy storage in ordered porous carbon materials / C. Vix-Guterl, E. Frackowiak, K. Jurevicz, M. Friebe, J. Parmentier, F. Beguin // Carbon. - 2004. - V. 42.-P. 1293-1302.
Activation of raw pitch coke with alkali hydroxide to prepare high performance carbon for electric double layer capacitor / S. Mitani, S.-I. Lee, S.-H. Yoon, K. Korai, I. Mochida // Power Sources. - 2004. - Vol. 133. - P. 298 - 301.
Mysyk R., Raymuno-Pinero E., Beguin F. Saturation of subnanometer pores in an electric double-layer capacitor // Electrochem. Commun. - 2009. - V. 11. - P. 554-556,
Тамаркина Ю.В. Конверсия Александрийского бурого угля в адсорбенты в условиях химической активации // Углехим. жур. - 2005. - № 5-6. - С. 32 - 36.
Адсорбция фенола химически активированным бурым углем / Л.Н. Исаева, B.В. Симонова, Ю.В. Тамаркина, Д.В. Бован, В.А. Кучеренко, Т.Г. Шендрик // Наук, праці Донецьк, національн. техн. ун-ту. Хімія і хімічна технологія.: - 2009. 12 (144). - C. 122-127.
Адсорбция фенола активными углями, полученными термолизом бурого угля с гидроксидом калия / Л.Н. Исаева, Ю.В. Тамаркина, Д.В. Бован, Ю.В. Кучеренко // Журн. сибир. федерал, ун-та. Химия. - 2009. - Т.2, №1. - С. 25 - 32.
Адсорбционные свойства углеродных материалов, полученных термолизом бурого угля в присутствии гидроксидов щелочных металлов / Ю.В. Тамаркина, Л.А. Маслова, Т.В. Хабарова, В.А. Кучеренко // Журн. прикл. химии. - 2008. - Т. 81, Вып. 7.-С. 1088-1091.
Свойства адсорбентов, полученных щелочной активацией Александрийского бурого угля / Ю.В. Тамаркина, В.Г. Колобродов, Т.Г. Шендрик, В.А. Кучеренко // Химия тверд, топлива. - 2009. - № 4. - С. 46-50.
Адсорбция водорода и ксенона нанопористыми материалами из бурого угля /' Т.Г. Шендрик, В.Г. Колобродов, Ю.В. Тамаркина, В.А. Кучеренко // Водородное материаловедение и химия углеродных наноматериалов: Тез. докл. XI междунар. конф. (ICHMS’2009). - Киев: AHEU. - 2009. - С. 638-639.
Brunauer S., Emmett Р.Н., Teller E. Adsorption of gases in multimolecular layers // J. Amer. Chem. Soc. - 1938. - V. 60. - № 2. - P. 309-319.
Barret E.P., Joyner L.C., Halenda P.P. The determination of pore volume and area distributions in porous substances. I. Computations from nitrogen isotherms // J. Amer. Chem. Soc. - 1951. - V. 73. - P. 373-380.
Дубинин M.M., Радушкевич JI.B. К вопросу об уравнении характеристической кривой для активных углей // Докл. АН СССР. - 1947. - Т.55, № 4. - С.331-334.
Ravikovitch P.I., Neimark A.V. Density functional theory model of adsorption on amorphous and microporous silica materials // Langmuir. - 2006. -V. 22. - P. 11171 - 11179.
