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.
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
